研究目的
通过激光焊接和表面改性工艺,克服石墨烯层在柔性聚合物基底上用于超级电容器应用时存在的弱粘附和重新堆叠问题。
研究成果
激光透射焊接显著提升了石墨烯与聚碳酸酯基底之间的粘附性,从而实现了优异的机械弯曲性能。通过纳秒脉冲激光对石墨烯进行表面改性,增强了其电化学特性,进而制备出具有高面电容的柔性超级电容器。最佳激光能量密度为52毫焦/平方厘米,此时面电容达到4.7毫法/平方厘米。
研究不足
该研究聚焦于石墨烯薄膜在超级电容器应用中的粘附性提升与表面改性,但未探讨该工艺的工业化可扩展性,也未研究超级电容器在反复机械应力下的长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
采用连续波激光和纳秒脉冲激光对石墨烯薄膜进行激光透射焊接及表面改性。
2:样品选择与数据来源:
聚碳酸酯基板上涂覆的石墨烯薄膜。
3:实验设备与材料清单:
连续波激光器(MGL-FN-532-400 mW)、纳秒激光器(Nano L200-20)、PVA-H3PO4电解液、石墨烯分散液。
4:0)、PVA-H3PO4电解液、石墨烯分散液。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:石墨烯与PC基板激光焊接、脉冲激光表面改性、超级电容器制备、弯曲与扭转测试。
5:数据分析方法:
电阻测量、循环伏安法、恒流充放电曲线、电化学阻抗谱。
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Continuous-wave laser
MGL-FN-532-400 mW
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Laser transmission welding of graphene to polycarbonate substrate
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