3D打印石墨泡沫革新電極材料 機(jī)械穩(wěn)定性壓倒一切

，采用回轉(zhuǎn)體多孔結(jié)構(gòu)的多孔HGF可以有效防止應(yīng)力集中引起的結(jié)構(gòu)失效，從而保持機(jī)械穩(wěn)定性。”官操對(duì)記者說，“機(jī)械的穩(wěn)定性可以壓倒一切。”

據(jù)介紹

，他們團(tuán)隊(duì)通過在石墨泡沫上進(jìn)一步包覆MnO2納米片，將石墨泡沫直接用作超級(jí)電容器的電極材料，且不需要額外的黏合劑和集流體。而受益于獨(dú)特的中空多孔結(jié)構(gòu)，該材料不僅可以實(shí)現(xiàn)活性物質(zhì)的高質(zhì)量負(fù)載，還具有顯著的高面積和高體積電容。

有限元分析結(jié)果證實(shí)

，預(yù)先設(shè)計(jì)的螺旋狀多孔結(jié)構(gòu)可提供均勻的應(yīng)力區(qū)域，并減輕應(yīng)力集中引起的潛在結(jié)構(gòu)破壞趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在較低的材料密度下，通過3D打印技術(shù)制備的石墨泡沫可以實(shí)現(xiàn)較高的機(jī)械強(qiáng)度。

研究人員表示

，當(dāng)石墨泡沫表面覆蓋超高載量的MnO2時(shí)，MnO2/HGF可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的面積、體積和質(zhì)量比容量。此外，組裝的準(zhǔn)固態(tài)不對(duì)稱超級(jí)電容器同樣顯示出優(yōu)秀的機(jī)械性能和電化學(xué)性能。這種具有良好力學(xué)和電化學(xué)性能的三維多孔和堅(jiān)固材料的研發(fā)策略，將為先進(jìn)儲(chǔ)能器件的實(shí)際應(yīng)用鋪平道路。

仍將不斷探索

談及之后的科研計(jì)劃

，黃維說，“今后將研發(fā)多功能電極3D 打印技術(shù)，開發(fā)適合的3D打印材料體系，實(shí)現(xiàn)能源存儲(chǔ)器件的一步打印