近日，合肥物质科学研究院固体物理研究所Wang Zhenyang教授领导的研究小组报道了一种制备具有超高储能密度的高性能超级电容器的新方法。
构建具有超厚和丰富离子传输路径的三维石墨烯框架，对石墨烯超级电容器的实际应用具有重要意义。然而，在较厚的电极中，由于离子向电极材料表面输送不足，电子传输性能较差，整体储能能力受到限制。
在最新研究中，通过优化聚酰亚胺的热灵敏度以增加激光穿透深度，在合成的聚酰亚胺上直接生长出了激光诱导的超薄三维石墨烯框架，厚度可达320μm。因此，由于激光辐射过程中气态产物的快速释放，促进了离子的快速传输，得到了层次化的孔隙。
这种新结构很好地平衡了电极厚度与快速离子传输之间的矛盾。进一步将假电容聚吡咯引入石墨烯框架中制备复合电极，在0.5 mA cm-2时，其比电容高达2412.2 mF cm-2。
据此，构建了柔性固态微型超级电容器，在325μW cm-2的功率密度下，具有134.4μWh cm-2的高能量密度。
这些结果表明，这些超薄石墨烯电极在有望实现高能量存储密度的超级电容器的应用中具有很大的潜力。
论文标题为《Ultra-thick 3D graphene frameworks with hierarchical pores for high-performance flexible micro-supercapacitors》。