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       新興的可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域推動了對先進(jìn)儲能方案的需求。其中，可穿戴超級電容器因其高穩(wěn)定性、快速充放電能力和成本效益等固有優(yōu)勢而備受關(guān)注。本文揭示了柔性和可穿戴超級電容器的最新進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了新型V₂O₅-pBOA -石墨烯納米復(fù)合材料的卓越性能。通過簡單的化學(xué)方法合成，使用X-射線衍射，掃描電子顯微鏡，循環(huán)伏安法，恒流充放電和電化學(xué)阻抗譜對該材料進(jìn)行了細(xì)致的表征。對制備的可穿戴超級電容器器件的電化學(xué)行為進(jìn)行了研究，揭示了其在雙電極系統(tǒng)中具有986 Fg^-1的比電容，以及49 Whkg^-1的能量密度。該納米復(fù)合材料具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，在2000次循環(huán)中電容保持率為93.47%。此外，該設(shè)備的柔韌性是通過不同角度的彎曲來評估的，即使在90°的角度下，它也能保持91%以上的電容。五氧化二釩(V₂O₅)、聚苯并惡唑苯胺(pBOA)和石墨烯的協(xié)同作用促成了納米復(fù)合材料卓越的電化學(xué)性能。V₂O₅具有贗電容性能，pBOA和石墨烯具有導(dǎo)電性和機(jī)械穩(wěn)定性。V₂O₅-pBOA -石墨烯納米復(fù)合材料成為可穿戴超級電容器應(yīng)用的領(lǐng)跑者，有望實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)可穿戴超級電容器應(yīng)用的靈活性、效率和實(shí)用性。
 

圖1. (a-d) V₂O₅、石墨烯、pBOA和V₂O₅-pBOA-石墨烯的XRD圖譜。
 

圖2. (a-d) V₂O₅的SEM、EDS點(diǎn)、EDS和EDX圖像， (e-h)石墨烯的SEM、EDS和EDX圖像， (i-k) V₂O₅- pBOA的SEM、EDS點(diǎn)、EDS和EDX圖像。
 

圖3. (a)pBOA、V₂O₅和V₂O₅- pBOA-石墨烯的CV曲線(b) V₂O₅- pBOA-石墨烯在不同掃描速率下的CV曲線(c) pBOA、V₂O₅和V₂O₅- pBOA-石墨烯的GCD曲線(d) pBOA、V₂O₅和V₂O₅- pBOA-石墨烯的EIS曲線。
 

圖4. (a)制備的可穿戴柔性超級電容器WFS， (b-e)柔性器件工作時不同彎曲度的圖像，(f)不同角度下的CV曲線，(g)不同掃描速率下的CV曲線，(h)不同電流密度下的GCD曲線，(i)高達(dá)2000次循環(huán)的循環(huán)穩(wěn)定性，(j)制備的WFS的EIS光譜，(k)制備的WFS發(fā)光的LED。
 

圖5. (a和b)制備的WFS的電容和擴(kuò)散響應(yīng)，(c)制備的WFS對掃描速率的電容和擴(kuò)散貢獻(xiàn)。
 
        相關(guān)研究成果由伊斯蘭堡國際伊斯蘭大學(xué)物理系柔性電子實(shí)驗(yàn)室Muhammad Shahid Khan等人于2024年發(fā)表在Electrochimica Acta (https://doi.org/10.1016/j.electacta.2024.144119 )上。原文：Energy on-the-go: V₂O₅-pBOA-Graphene nanocomposite for wearable supercapacitor applications

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號