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成果简介

活性层与集流体的紧密结合对超级电容器电极的性能具有重要意义。本文，中国人民大学秦玉军副教授团队在《ACS Sustainable Chem. Eng》期刊发表名为“Graphene Hydrogels Implanted onto Carbon Cloth for Polypyrrole Electrodeposition toward High-Performance Supercapacitor Electrodes”的论文，研究提出提出了一种新颖且可行的策略，将石墨烯水凝胶植入到电沉积聚吡咯的碳布上，以获得特殊构造的电极。特别是，在集流体上滴涂的氧化石墨烯胶体经过温和的水热还原，形成植入碳布上的石墨烯水凝胶薄膜。

具有多孔石墨烯骨架的集成石墨烯/碳布膜有效地促进了聚吡咯的负载，并赋予所制备的电极增强的电化学性能。优化后的电极呈现出极好的比电容（522.3Fg–1at0.7Ag–1, 1462.5 mF cm–2at2 mA cm –2 )，具有令人满意的倍率性能、循环寿命和弯曲性能。相应的器件可以实现理想的能量密度（88.67 μWh cm -2 , 15.8 Wh kg -1）和功率密度（14.65 mW cm -2 , 2.64 kW kg -1）。本文报道的设计方法可以为构建基于石墨烯材料的高性能电极提供新途径。

图文导读

图1. (a) CC@rGO-PPy电极制备过程示意图以及碳布 (I) 在 GO 溶液中预处理前和 (II) 后的SEM图像。(b) CC@rGO样品的物理图和 (c) 低倍和 (d) 高倍率下相应横截面的SEM图像

图3. (a) rGO和rGO-PPy的XPS测量光谱。(b) rGO和 (c) rGO-PPy和 (d) N1s的rGO-PPy的拟合C1s 光谱。

图4. CC@rGO 、CC@PPy 40、rGO-PPy 40 /CC 和CC@rGO-PPy 40电极的电化学性能比较

图5、 (a) CV 曲线和 (b) CC@rGO-PPy 40超级电容器的 GCD 曲线。(c) CC@rGO-PPy 40超级电容器在 30 mA cm -2下测试的循环稳定性（插图：前五个循环的 GCD 曲线为黄色，后五个循环为红色）。(d) CC@rGO-PPy 40超级电容器的 Ragone 图与文献数据。

文献：

https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.2c01602

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