本文，突尼斯玛纳尔大学NoureddineRaouafi等研究人员在《 Journal of Energy Storage》期刊发表名为“Enhancing energy storage performance in quasi-solid-state supercapacitors fabricated by direct laser writing of graphene”的论文，研究介绍了一种通过加入导电聚合物来增强超级电容器中使用的激光诱导石墨烯电极电容性能的方法。这种添加通过引入新的电容和法拉第成分提高了比电容。在加入还原氧化石墨烯、聚亚甲基蓝纳米颗粒和具有扩展电化学稳定性窗口的凝胶电解质后，通过直接激光写入制造的互插石墨烯电极在比电容和能量密度方面的性能分别提高了约200%和 225%。对于表现出最佳性能的器件，电容分解显示，在5mV-s-1 的扫描速率下，分别有21%和79%的电容归因于扩散和电容成分。此外，这种超级电容器在 5000 个循环周期内表现出显著的循环稳定性，性能保持率大于91%，库仑效率从 97.9% 提高到 100%。这些发现凸显了这种材料在储能应用方面的潜力。
图1. Schematic representation of the preparation process and chemical modification of interdigitated electrodes for energy storage in supercapacitors. (a) Production of graphene by direct laser writing, electrochemical deposition of (b) reduced graphene oxide, (c) poly(methylene blue), and (d) application of gel electrolyte before electrochemical measurements. (For interpretation of the references to color in this figure legend, the reader is referred to the web version of this article.)
利用激光烧蚀技术制造了一种具有高柔性的低成本、高性能超级电容器，然后用电化学沉积的还原氧化石墨烯和亚甲蓝聚合物对其进行改性。聚亚甲基蓝通过引入法拉第储能成分提高了电化学性能。在 0.05 mA-cm-2 的电流密度下，pMB/rGO/LIG 柔性 SC 的比电容高达 20.23 mF-cm-2，而裸 LIG 的比电容为 10.13 mF cm-2。在 0.1 mA-cm-2 电流密度下，能量密度达到 20.81 μWhcm-2，功率密度达到 150 μWcm-2。结果表明，该超级电容器在经过 5500 次电静态充放电循环后仍能保持稳定，证实了其储能能力的提高。该器件的制造技术简单易行，加上其低成本、灵活性和良好的电气性能，使其成为可穿戴设备和便携式设备的一种潜在可行且适应性强的能量存储解决方案。
值得注意的是，比电容从10.23mFcm-2 增加到20.23mFcm-2，增幅达 200%。在功率密度为150μW-cm-2 和电流密度为0.05mA-cm-2 的条件下，能量密度增加了225%，从未修改电极的9.3μWh-cm-2 增加到 pMB/rGO/LIG 的 29.81μWh-cm-2。对于性能最好的装置，电容分解显示，在5mV-s-1 的扫描速率下，扩散和电容成分分别占21%和79%。在扫描速率增加到 40 mV-s-1 时，这些数字分别大幅下降到43%和57%。经过大量循环后，超级电容器的性能仍保持在91% 以上，库仑效率从97.9%提高到 100%。这些发现凸显了这种材料在储能应用方面的潜力。
文献：https://doi.org/10.1016/j.est.2025.117354
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