石墨烯/二硫化鎢薄膜柔性超級電容器

伴隨著科技的進步，大量可穿戴可擕式、可捲曲的新型電子器件的產生，例如電子紙、可折疊顯示器以及其他的多媒體，極大的方便了人們的日常生活。為了滿足穿戴與折疊的需求，這些超級電容器必須具有柔性、輕質、高性能等優點。

但是，目前有關超級電容器的研究大多數是基於一些較硬、較重的平板狀材料，因此選擇合適的材料設計並製備出高性能柔性超級電容器，現已成為影響柔性電子器件性能的關鍵因素之一。

石墨烯作為碳材料的典型代表之一，具有高的比表面積與電導率，眾多科研工作者現已將其作為良好的基體材料。然而，由於石墨烯自身理論容量值不高，因此所制得的電容器依然存在容量較低的技術缺陷。

針對上述技術問題，現有技術通常是將石墨烯負載其它電容材料來提升相應的電容量。過渡金屬硫化物二硫化鎢具有與石墨類似的二維層狀結構，其層間較弱的范德華力可以使其通過機械或化學剝離成單層或少數層納米片。而隨著二硫化物層數減少，其結構會有明顯改變，複合的層狀結構使得凝膠電解液離子可以更加順利地嵌入、脫出分子層間隙。

石墨烯/二硫化鎢 薄膜柔性超級電容器及其製備方法可以通過以下方法來實現：

(1)採用有機溶劑輔助液相剝離二硫化鎢

把2g二硫化鎢加入到N,N-二甲基甲醯胺中，在溫度為5～90℃下攪拌溶解，配置成 濃度為0.1～10mg/ml的溶液，超聲分散0.5～200小時，形成分散液；

(2)石墨烯/二硫化鎢複合膜的製備

將步驟(1)得到的分散液在每分鐘1000～20000rpm下離心分離5～60分鐘，去除底部沉澱，量取二硫化鎢/N,N-二甲基甲醯胺上清液26.3ml，再量取20ml的5mg/ml氧化石墨烯水溶液混合，使得石墨烯與二硫化鎢的品質比為1:1，超聲5～60分鐘分散均勻後，通過抽濾形成氧化石墨烯/二硫化鎢複合膜並從濾膜上揭下，加入到還原劑硼氫化鈉中，60～90℃反應3～8小時，接著分別用飽和碳酸氫鈉溶液和去離子水清洗3～8次，再用玻璃板夾固於之間，在60～90℃下真空乾燥數小時後取出；

(3)柔性超級電容器的組裝與測試

以得到的複合膜作為活性材料，以聚乙烯醇/磷酸作為凝膠電解液，泡沫鎳作為集流體與柔性基底，組裝成全固態對稱的柔性超級電容器。

上述方法制得的石墨烯/二硫化鎢複合膜，具有良好的機械性能，輕巧柔韌，用手指彎曲後顯示出複合膜的可彎曲性，並在撤去外力後可回復成原狀。組裝成柔性超級電容器後，由於複合膜和泡沫鎳都有較好的柔韌性，因此在彎曲下，柔性器件沒有被折斷或損傷，與現有技術相比，二硫化鎢與石墨烯複合後，具有電化學性能優異，柔韌性高，迴圈穩定性好等優點，可用來解決製備柔性超級電容器的技術過程繁瑣、綜合性能差等技術問題。

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