高充电速率和高负载能力对于高功率和高容积性能超级电容器具有重要的实际意义，但在厚电极中曲折和缓慢的离子扩散始终是个难题。本文受肝脏血管系统的启发，提出了分层3D电解质网络，以促进离子在层状石墨烯薄膜上的扩散，从而使石墨烯超级电容器的离子扩散系数提高了14 倍，速率能力更强，质量负载能力更高。这种设计使石墨烯电极的电容高达236 F g-1，根据结构的不同，其堆积密度为0.67-0.78 g cm-3；质量负载为10 mg cm-2的核堆栈的能量密度高达45.4 Wh L-1，跻身最先进的石墨烯超级电容器之列。这项研究全面考察了与结构相关的电容特性，为高速率和高负载石墨烯超级电容器的电极设计提供了指导。此外，这种设计还有利于固态石墨烯超级电容器形成3D凝胶电解质结构，从而实现更高的电容和更好的机械坚固性，显示出灵活储能的潜力。
图文简介
3D电解质网络的仿生设计
微孔阵列石墨烯薄膜的特性
人工离子扩散通道对电化学性能的影响
高的质量负载能力和实用性考虑
3D电解质固态石墨烯超级电容器
论文信息
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202315137
通讯作者：Xiangming Li, Jinyou Shao
论文标题：Vascular System Inspired 3D Electrolyte Network for High Rate and High Mass Loading Graphene Supercapacitor
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