作為石墨烯的納米片段，平均尺寸在2至50 nm之間的石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）,由于其出色的特性（例如高電導(dǎo)率、高表面積和在各種溶劑中的良好溶解性）而備受關(guān)注。GQDs結(jié)合了量子限制和邊緣效應(yīng)以及石墨烯的特性。因此，GQDs在各個(gè)領(lǐng)域（醫(yī)學(xué)、能量轉(zhuǎn)換和能量存儲(chǔ)設(shè)備）提供了廣泛的應(yīng)用。這篇綜述將基于在電池、超級(jí)電容器和微型超級(jí)電容器中引入GQDs作為電極材料或與活性材料混合作為輔助劑的最新研究。在選定的實(shí)例上討論的表格總結(jié)了電化學(xué)性能。最后，回顧了電極材料隨后的優(yōu)化策略所面臨的挑戰(zhàn)和觀點(diǎn)。預(yù)計(jì)此次審查將引起人們對(duì)功能GQDs材料的廣泛興趣，并促進(jìn)高性能儲(chǔ)能設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展。
Figure 1. 電池的工作原理示意圖：a）LIBs。b）SIBs。c）普通電池的參數(shù)值范圍（能量密度與重量能量密度）。
Figure 2. a）多層NiO@Co
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4@GQDs微球的制備路線和結(jié)構(gòu)示意圖以及NiO@Co
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4和NiO@Co
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4@GQDs的循環(huán)能力。b）制備Co
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4@CuO@GQDs的示意圖以及Co
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4@CuO和Co
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4@CuO@GQDs的循環(huán)性能。
Figure 3. a）B-GQDs、N-GQDs和GQDs的制備路線。b）i）GQDs，ii）B-GQDs和iii）N-GQDs的TEM圖像。c）i）B-GQDs，ii）N-GQDs和iii）GQDs的恒電流充放電曲線。d）B-GQDs、N-GQDs和GQDs在200 mA g
-1時(shí)的循環(huán)穩(wěn)定性。
Figure 4. a）N-GQDs的TEM圖像，插圖中有尺寸分布。b）具有FFT模式的NTO@N-GQD NFAs的HRTEM圖像。c）在柔性碳纖維織物上制備的材料Na
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7@N-GQD NFAs的示意圖。d）Na
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7@N-GQD NFAs的SEM圖像。e）Na
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7@N-GQDs/CTs-20和Na
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7/CT電極的長(zhǎng)期循環(huán)性能。f）在Na
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7@N-GQDs/CTs-20的前五個(gè)循環(huán)中，電流密度為1 C時(shí)的恒電流充電/放電曲線。g）制作的完整電池的示意圖。
Figure 5. a）超級(jí)電容器的示意圖;b）Ragone圖，顯示各種能量存儲(chǔ)設(shè)備的比功率與比能量。
相關(guān)研究成果于2021年由洛林大學(xué)Jean-Jacques Gaumet課題組，發(fā)表在Energy Environ. Mater.（DOI: 10.1002/eem2.12167）上。原文：Recent Advances on Graphene Quantum Dots for Electrochemical Energy Storage Devices。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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