石墨烯基超级电容器（SCs）因其固有的高比表面积、高电子迁移率和许多其它优异的性质而受到越来越多的关注。然而，在实验上，最先进的石墨烯电极面临着诸如小比表面积、低电导率和低电容等局限性，这极大地限制了其在超级电容器应用中的电化学性能。为了解决这些问题，将石墨烯与其他物种（如原子、团簇、纳米结构等）进行杂化以增大比表面积、提高导电性和改善电容性能至关重要。

基于此，澳大利亚斯威本科技大学贾宝华教授，Han Lin重点综述了石墨烯杂化SCs的最新研究进展，以期克服石墨烯电极普遍面临的局限性，提高其储能性能。

文章要点

1）作者首先概述了已经确定并证证实的了四种石墨烯杂化机制，包括：i）将“隔离剂”材料杂化成石墨烯层以扩大比表面积；ii）导体杂化以提高层间电导率；iii）掺杂杂原子以增强面内电导率；iv）赝电容杂化提高电容。这些策略进一步指导了其合成和加工策略，以推动杂化石墨烯SCs的性能超越纯石墨烯SCs。

2）在不同的杂化策略的指导下，大量工作已投入到杂化石墨烯电极的合成研究中，使其具有更大的比表面积，增强的电导率和改善的电容性能，从而使性能超出了纯石墨烯材料的限制。作者总结了SCs应用中杂化石墨烯电极的最新研究进展。

3）作者最后对杂化石墨烯SCs的研究和未来发展方向提出了个人见解，包括：1）开发低成本的石墨烯合成策略，可以在进行杂化前获得高质量的石墨烯；2）进一步加强杂化石墨烯SCs储能机理的基础研究；3）开发低成本和简单的杂化过程以同时克服三个局限性；4）创新多功能杂化石墨烯电极的设计。

参考文献

Huihui Zhang, et al, Hybridized Graphene for Supercapacitors: Beyond the Limitation of Pure Graphene, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202007311

https://doi.org/10.1002/smll.202007311