在石墨烯薄膜间结合导电PEDOT以实现稳定的电容式储能

超级电容器是一种重要的储能系统，以其高功率密度、极快的充放电速率和极长的循环寿命受到了广泛关注。在各种柔性电极中，还原氧化石墨烯（rGO）因其理论表面积大、电子导电性好、制备简单、相容性好等优点而受到广泛关注。然而，由于强范德华效应，衍生的氧化石墨烯很容易重新堆叠，导致离子可及表面积急剧减少和低比电容。

为了解决这个问题，已经提出在石墨烯之间掺入各种电活性材料，导电聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）具有较高的导电性、良好的电化学稳定性和良好的相容性。这些不寻常的物理化学性质使PEDOT在高速超级电容器电极、柔性热电材料、和高导电保护层中具有广泛的应用，以增强循环和速率性能。

在氧化石墨烯薄膜之间引入PEDOT:PSS，通过在聚四氟乙烯模具中浇铸GO和PEDOT:PSS悬浮液来抑制薄片堆积。随后用浓硫酸将绝缘PSS从PEDOT:PSS/GO薄膜中溶解，生成短的PEDOT纳米纤维，显著提高了薄膜的电导率，最高可达931 S m−1。它的比电容为210 F g−1，并在10,000次循环后保持98%的电容。在肼蒸汽中进一步还原PEDOT/GO膜，将GO转化为化学还原的氧化石墨烯，同时将致密膜扩展成泡沫状结构。由于开放的电化学活性位点和有利的离子通路，PEDOT/rGO薄膜的电容性能得到了增强，在10000次循环中97%的电容保持率。用PEDOT/rGO薄膜组装的全固态电容器在大弯曲角度下也表现出良好的电容性能和令人满意的柔韧性。