高性能电容器用富勒烯/石墨烯三维全碳杂化材料（英文）

程蕾¹，李幸娟¹，李静¹，邱汉迅¹，薛裕华¹，Kuznetsova-Iren Evgenyevna²，Vladimir Kolesov²，陈成猛³，杨俊和¹

1. 上海理工大学材料科学与工程学院2. Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Russian Academy of Science3. 中国科学院山西煤化学研究所炭材料重点实验室

摘 要：通过简单的水热过程将C₆₀分子引入石墨烯片层,可控制备了具有三维多孔结构的全碳C₆₀/石墨烯杂化材料,该材料作电极材料时电容性能得到明显提高。研究表明,C₆₀分子和石墨烯骨架中的碳六元环之间的共轭相互作用有利于C₆₀与石墨烯在高压水热条件下自组装形成三维多孔结构。C₆₀分子的加入使杂化产物具有优化的多孔结构和更多的氧化还原活性位点,这赋予杂化产物优异的电化学性能。以浓度为6 mol/L KOH溶液作为电解质,当电流密度为1 A/g时,其比电容为332.3F/g,与三维多孔结构石墨烯材料电极相比提高了54.5%。此外,作为完全由碳原子组成的复合电极材料,其表现出的电化学性能优于文献报道的类似碳基材料。这一研究表明全碳杂化电极材料在用于制造高性能超级电容器方面具有很强竞争力和广阔应用前景,为未来基于全碳电极的高性能储能器件的设计和制备提供了有价值参考。

关键词：石墨烯;富勒烯(C₆₀);全碳杂化;电化学性能;超级电容器;