中科院石墨烯基超级电容器研究获突破 受益股一览

　　3月16日从中科院获悉，近日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所博士王奇和南京师范大学教授韩敏课题组合作，在高性能杂原子掺杂石墨烯基纳米结构的规模化制备及其在柔性全固态超级电容器应用方面取得新进展。部分研究成果已在线发表于国际期刊Small上，并被选为该杂志的Inside Front Cover。

　　为满足人们对柔性可穿戴电子产品日益增长的需求，迫切需要发展柔性全固态功率源或能量储存装置。要想实现这一目的，关键在于设计开发出兼具优异储能和机械性质的电极材料。杂原子掺杂石墨烯以及2D层状金属硫化物（LMCs）纳米结构的出现，为高性能电极材料的设计带来了新的契机，但其储能性能（能量密度、循环稳定性等）尚需进一步提高。能否将上述两类材料有效“联姻”或耦合，从而发展出高性能的电极材料，至今仍是材料科学和化学领域极具挑战性的课题。

　　针对上述问题，王奇和韩敏课题组开展了合作研究，利用可控热转换油胺包裹的SnS2-SnS混相纳米盘前驱物的策略，巧妙地将有机分子的碳化、掺杂、相转换和自组装等重要的物理化学过程集成于一体，首次成功实现了硫掺杂石墨烯（S-G）和SnS杂化纳米片的原位合成与组装，得到了新颖的3D多孔SnS/S-G 杂化纳米建筑（HNAs，如图1所示）。相比传统合成策略，该方法具有简单高效、重现性好、可规模化制备等优点，为延伸和拓展掺杂石墨烯材料在清洁能源、光电和传感等重要技术领域的应用奠定了基础。在三电极体系中以KOH溶液作为电解液，所得3D石墨烯复合材料质量比电容高达642 F g-1 （电流密度为1 A g-1），远高于近来报道的石墨烯复合物和其他电活性材料（如体相和纳米级的SnS及其复合物、G-Mn3O4纳米棒、G-CoS2、2D CoS1.07/N- C纳米杂化体等）。

　　随后，进一步研制出了柔性全固态超级电容器器件ASSSCs，展现出优异的电化学储能性能：面积比电容高达2.98 mF cm-2、优异的长程循环稳定性（99% for 10000 cycles）、优秀的柔性和机械稳定性（可反复折叠或弯折1000次以上而性能不变），优于报道的石墨烯、2D SnSe2和SnSe以及3D GESe2纳米结构基柔性ASSSCs。

　　这项工作提出了原位集成和组装2D纳米结构单元来构建3D多孔杂化纳米建筑或骨架材料的新策略，且具备规模化制备的前景，为今后理性设计高性能的杂化电极材料，发展柔性功率源或能量储存装置铺垫了道路。此外，通过优化设计和组合，还有望延伸出其它类型的多功能3D多孔骨架材料，后续工作正在进行之中。

　　相关上市公司可关注：

　　华丽家族：重庆墨希科技有限公司为其孙公司。2015年9月份，重庆墨希科技与华森心公司签订《石墨烯商务安全手机采购协议》。

　　东旭光电：推出了世界首款石墨烯基锂离子电池产品——“烯王”，这也是东旭光电推出的第一个直接面向消费者的石墨烯产品；2016年7月1日，投资5亿建设石墨烯基锂电池项目；牵手交大成立石墨烯技术研发中心；并与美国凯途能源等多家公司签订合作协议，共同致力于石墨烯在动力电池、动力锂电池、小型动力电池、锂电池正极材料等领域的应用发展和市场推广，推进高科技成果的转化

　　宝泰隆：2015年7月份，公司与清华大学核能与新能源技术研究院在石墨烯复合磷酸铁锂，石墨烯复合硫正极，石墨烯复合磷负极等新型电极材料，新型石墨烯复合导电剂，石墨烯集流体改性，氧化石墨烯电解质等新体系电池的应用基础研究。

　　中国宝安：子公司贝特瑞公司在原有石墨技术的基础上，开始了石墨烯的研发和产业化攻关，获得了多项石墨烯制备专利。

　　欣旺达：与南开大学签署了《技术开发合作合同》，双方就“石墨烯等新型电化学储能器件材料及其关键技术”项目事宜进行全方位合作。协议内容包括双方共建“石墨烯新能源材料联合研发中心”等。