超级电容器

本发明涉及超级电容器制备技术领域，尤其涉及一种氧化石墨烯基碳负极材料、制备方法及应用，该方法通过利用氧化石墨烯、单壁碳纳米管和有机改性剂，制备前驱体凝胶材料；然后，将前驱体凝胶材料进行预烧处理，得到氧化石墨烯基碳负极材料。

在本研究中，我们利用商用打印机开发了一种无需分散剂和添加剂的原位还原技术，用于制备基于还原氧化石墨烯（rGO）的多功能超级电容器（MSCs）。

其中，由重庆育才中学国际课程班学子罗海艺、牟天昊完成的论文《力学系统的“相变”：旋转诱导的对称性自发破缺与迟滞回线》获得丘成桐中学科学奖物理金奖；伍承汉论文《三元协同石墨烯复合气凝胶的制备及其高性能超级电容器应用》获得化学铜奖。

莱比锡工厂生产基于石墨烯的超级电容器，应用于GrapheneGPU™技术。该技术通过平滑电力峰值、减轻电网压力，使人工智能数据中心的总能耗降低高达44%。其解决方案基于专利曲面石墨烯原材料，可保护关键系统免受电力波动影响，稳定任务关键型基础设施，提升性能表现，并在电力、可靠性与安全性至关重要的领域实现更广泛的电气化应用。

EnyGy的石墨烯电极技术突破了这一长期瓶颈，在不显著增加成本的前提下，实现了更高能量密度、更优导电性及更长循环寿命。与行业伙伴的早期测试验证其性能：体积电容超过20-25 F/cm³，在2.7V/65°C条件下耐受时间超2000小时，是主流商用产品的两倍。

该项目的核心是EnyGy的石墨烯电极薄膜——这种关键层能实现快速充放电、提升能量密度并延长使用寿命。该资助使EnyGy能够投资生产设备、工艺控制和质量体系，从而持续向商业合作伙伴供应薄膜和成品电池。通过在墨尔本扩大薄膜产能，我们不仅满足当前需求； 更将为市场迫切需求的高能量密度产品奠定基础。

Majumder解释称，核心在于一种新材料结构——多尺度还原氧化石墨烯（M-rGO），其原料来自天然石墨。研究团队利用快速热退火工艺，打造出高度弯曲的石墨烯结构，为离子快速高效移动开辟了精准通道，从而兼具高能量密度与高功率密度。

如今，高多孔性活性炭通常被用作首选电极材料。然而，与石墨烯相比，活性炭的导电率非常低，这影响了电极的存储能力。另一个缺点出现在材料的加工过程中。在工业中，电极是通过卷对卷工艺印制在柔性薄膜上的，然后切割并卷成超级胶囊成品。为了能将粉末状活性炭印刷到载体材料上，需要将其与粘合剂和其他添加剂混合，从而影响其孔隙率。