在高质量负载下实现同时具有优良的重量和体积电容的碳电极是开发高性能超级电容器的关键。
近日，广西大学沈培康教授，江苏大学闫早学副教授报道了一种将模板分离、微波加热、碳层裂解和石墨化相结合的新型中空石墨烯纳米球（GNS）材料的新方法。
文章要点
1）模板将碳源分散到薄层球状，微波加热、模板热解、石墨化等过程导致碳层开裂、弯曲，最终形成非常细小的GNS。这种典型的GNS具有2~10 nm的均匀球径，石墨烯壳层厚度为1~5层，中空核径为1~5 nm，变宽的层间距，各种缺陷以及相连接的石墨烯。这是迄今为止，所报道的最小的石墨烯中空纳米球。
2）这种小GNS具有2794 m2 g−1的超高比表面积和0.74 g cm−3的高堆积密度，而且裂隙和中空核非常有利于物质的传输。因此，GNS在504 W kg−1的功率密度下表现出高的重量和体积电容（1A g−1时为529F g−1和392F cm−3）以及超高的能量密度（18.6 Wh kg−1或13.8 Wh L−1）。其电容性能超过了所有已报道的纯碳材料，甚至超过了许多杂原子掺杂的碳材料。
参考文献
Zaoxue Yan, et al, Graphene Nanosphere as Advanced Electrode Material to Promote High Performance Symmetrical Supercapacitor, Small 2021
DOI: 10.1002/smll.202007915
https://doi.org/10.1002/smll.202007915
