Page 35 - 《精细化工》2021年第12期

第 12 期 郑贤宏，等: 纤维状柔性超级电容器的研究进展 ·2397·

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内部和表面形成离子连续传输通道。 839 m /g；将 CNT/GO 分散液通过湿法纺丝和氢碘
MENG 等 [38] 通过在石墨烯纤维表面电化学沉 酸还原的方法制备 CNT-GF 复合纤维，并经过
积石墨烯并经过冷冻干燥，在石墨烯纤维表面形成 NH 4 OH/H 2 O 2 水热活化，制备的 a-CNT-GF 纤维
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三维多孔石墨烯结构（图 4a），制备的皮芯型多孔 （图 4c）比电容可高达 60.75 F/cm ，远高于 CNT-GF
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石墨烯纤维（GF@3D-G）具有比石墨烯纤维更优 （ 19.80 F/cm ）， 并 具有较高的能量密度
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异的电化学性能，其比电容和能量密度提升到 （4.83 mW·h/cm ） [26] 。a-CNT-GF 优异的电化学性
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1.7 mF/cm 和 0.17 μW·h/cm ；CAI 等 [34] 采用粗糙喷 能主要是由于 CNT 可防止石墨烯的堆叠团聚，在纤
丝孔纺丝制备表面多孔石墨烯纤维（SGF）（图 4b）， 维内部引入大量的介孔，大幅提高了纤维的比表面
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比电容高达 228 mF/cm ，能量密度为 7.9 μW·h/cm ， 积。此外，经过水热活化之后，在纤维内部和表面
其较好的电化学性能主要归因于粗糙喷丝孔使石 形成连续的溶剂化离子传输通道，促进了离子的传
墨烯纤维具有表面多孔结构，其比表面积可高达 递和储存。

a—皮芯型多孔石墨烯纤维超级电容器 [38] ；b—粗糙喷丝孔引入多孔石墨烯纤维超级电容器 [34] ；c—表面多孔 CNT/石墨烯纤维超级电
容器 [26] ；d—等离子体处理表面多孔石墨烯纤维 [32] ；e—多孔石墨烯纤维 [37] ；f—PUCNT/RGO 复合纤维 [31]
图 4 多孔石墨烯纤维超级电容器
Fig. 4 Porous graphene fiber supercapacitors

MENG 等 [32] 通过氧等离子体处理石墨烯纤维 和高温还原制备三维多孔石墨烯纤维（图 4e），比
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表面（图 4d），石墨烯纤维的比电容提高了 33.1% 电容可高达 254.3 F/cm （0.1 A/cm ），并且当电流
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（36.25 mF/cm ），并且具有更优异的倍率性能。其 密度增加至 10 A/cm 时，电容保持率可高达 67%，
优异的电化学性能主要归因于等离子体处理在纤维 展现出优异的倍率性能 [37] 。其优异的电化学性能主
表面形成更多的 2 nm 以内的微孔，更有利于溶剂化 要是因为多孔石墨烯的引入提高了复合纤维 1 nm
离子的存储，大幅提升了纤维比表面积利用率。此 以内的微孔含量，提高了纤维比表面积利用率。MA
外，该课题组还通过 H 2 O 2 水热处理制备多孔石墨 等 [28] 利用炭黑防止石墨烯纤维中的石墨烯团聚，制
烯，并和氧化石墨烯进行混合分散，经过湿法纺丝 备了一种分层多孔的炭黑/石墨烯（CB/RGO）复合