科创中国

新材料技术

在石墨烯中试线建设方面，课题组以自蔓延高温合成为技术特色，独立开发出了具有完全自主知识产权的百公斤级石墨烯中试制备平台，形成了从石墨烯性能调控、规模化制备工艺研发等在内完整的技术链条，成长为具有深厚研发实力并能实现快速转化的产学研一体化研究机构。课题组提出的石墨烯规模化制备的新工艺和新方法，包括混合过程、反应过程、分散过程、提纯过程、分离过程、结晶过程等，大幅度提高了石墨烯材料的生产效率，实现了年产百公斤量级高性能石墨烯的规模化制备。

课题组提出了一种通用策略，制备出具有优异电化学反应界面的石墨烯/软碳复合材料，在高达4 A/g的电流密度下仍具有200 mAh/g的比容量，组装成锂离子电容器，基于电极材料质量的能量密度可达151 Wh/kg，功率密度可达 *** kW/kg；在高电化学活性石墨烯材料的制备方面，课题组通过镁在CO2气氛中的瞬间自蔓延燃烧诱发碳原子限域重排和氮原子原位掺杂，批量制备出富含氮元素的石墨烯网络，其比表面积为724 m2 g-1，电导率高达10524 S m-1，氮含量达到***%，同时兼具良好的介孔结构；在石墨烯在新型超级电容器中的应用研究方面，课题组采用自蔓延高温合成方法快速（秒级）、低能耗、宏量的制备出氮掺杂多级次碳，材料作为锂电容负极时展现出800 mAh/g的优异可逆比容量，并开发出一种高比能柔性固态锂离子电容器的规模化制备技术，基于正、负电极材料的能量密度达到170 Wh/kg，并且具有优异的循环稳定性。

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