印度理工学院:喷墨印刷的环保石墨烯薄膜,用于锂离子电池

作者: cnpim CNPIM 2021年08月18日

  本文,印度理工学院 (IIT) 的Ashok Kushwaha等研究人员在《ACS Appl. Energy Mater》期刊发表名为“Inkjet-Printed Environmentally Friendly Graphene Film for Application as a High-Performance Anode in Li-Ion Batteries”的论文,研究报告了一种使用喷墨印刷技术制造石墨烯薄膜电极的简单方法,用作锂离子电池中的阳极。
 
  通过使用乙基纤维素作为稳定剂和乙醇作为溶剂通过“溶剂剥离”技术从石墨中剥离获得石墨烯纳米片。通过在“绿色溶剂”中加入石墨烯纳米片而不添加任何添加剂(如炭黑)来制备石墨烯墨水。将制备好的石墨烯墨水喷墨印刷到玻璃基板上,并且印刷的层数不同。结果表明,印刷石墨烯薄膜电极的电导率一直增加到八层,此后趋于稳定。石墨烯油墨也被印刷在铜箔(作为集电器)上以测试其电化学性能。我们观察到印刷电极通过“本体”和表面存储过程的组合存储锂离子,表现出快速的锂化/脱锂动力学,并且在多次放电/充电循环中保持结构/电化学稳定性。
 
  总体而言,使用乙基纤维素稳定剂制备的石墨烯墨水获得的喷墨印刷的大面积连续石墨烯薄膜被发现有望直接用作锂离子电池的负极,也适用于需要高能量的应用作为高功率密度。从更广泛的角度来看,石墨烯墨水的制备和在不同基板上制造具有可控厚度和导电性的高质量喷墨印刷石墨烯薄膜相关的发现可能有助于各种重要应用,包括柔性设备和能量存储系统。

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