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一、單元名稱

      石墨(mo)烯儲(chu)能材料應用工(gong)程(cheng)中心(xin)

二、單元(yuan)簡介(jie)

      成立(li)時(shi)間：2016年12月

      實驗室負(fu)責人(ren)：朱彥武

      朱彥武實驗室主頁：//staff.ustc.edu.cn/~zhuyanwu/

三、合作方(fang)

      常州第六元素材料科技股份有限公司：常州第六元素材料科技股份有限公司，是國內最早專業從事石墨烯規模化制備與應用的高科技企業之一。實現了國內首條大規模宏量制備、全自動控制的粉體石墨烯生產線，目前石墨烯粉體產能150噸/年。2014年上市掛牌新三板，成為國內第一家以石墨烯為主營業務的公眾公司，2015年實現銷售約2000萬元。該公司具有50余人研發團隊，其中博士10余人。//www.thesixthelement.com.cn/

      中國中車(che)(che)(che)：作(zuo)為(wei)大型國企，一(yi)直致力(li)于軌道交通以(yi)外產業的(de)延伸與發展，新能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)(che)(che)板塊是國內唯(wei)一(yi)一(yi)家(jia)具備(bei)從部件、系統到整(zheng)車(che)(che)(che)的(de)完整(zheng)方案提(ti)供商(shang)，插電(dian)式混合動力(li)汽(qi)車(che)(che)(che)成為(wei)客戶首選，也是全(quan)球(qiu)唯(wei)一(yi)一(yi)家(jia)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)儲能(neng)式電(dian)動汽(qi)車(che)(che)(che)企業。2015年該公司利(li)用石墨烯(xi)作(zuo)為(wei)添(tian)加材(cai)料(liao)，發布了世界領(ling)先的(de)大功率石墨烯(xi)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)單體。

四、研究方向

      石墨烯電極活性(xing)材料與超(chao)級電容(rong)器(qi)件。

五、研究成果

      利用聚氨(an)酯(zhi)海綿作為自犧牲模(mo)板，吸(xi)附氧化石墨和KOH，制備三維(wei)分級多(duo)孔活性石墨烯（Adv Mater 2016）；

      利用鎳微米線為(wei)模(mo)板，制備共價鍵相連的石(shi)墨微管（Adv Mater 2016）；

      利用細菌(jun)纖維素為前驅體(ti)，制(zhi)備出硼氮(dan)共摻雜(za)的碳纖維（Adv Energy Mater 2017）。

六、對外(wai)提供服務(wu)

      石墨烯材(cai)料、制備和應(ying)用方案(an)咨詢(xun)、電化(hua)學測試等。

七、聯(lian)系方式

      電話號碼(ma)：0551-63607670

      電子郵箱：zhuyanwu@ustc.edu.cn

圖2. 利用細菌纖(xian)維(wei)素為前(qian)驅體，制備出硼氮共摻雜(za)的(de)碳纖(xian)維(wei)（Adv Energy Mater 2017）。由于硼氮共摻雜(za)有利于提高碳纖(xian)維(wei)的(de)比表面積和(he)導電(dian)性(xing)(xing)，增加碳層(ceng)間距和(he)反(fan)應活性(xing)(xing)位點(dian)，該(gai)方法得到的(de)電(dian)極(ji)片可應用于鋰離(li)子超級電(dian)容器(qi)的(de)正負極(ji)，展現出優良(liang)性(xing)(xing)能(neng)：4.5V的(de)工作電(dian)壓，能(neng)量密度高達220 W h kg?1，功率密度高達22.5 kW kg?1，高循環穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)（5000圈后仍保留(liu)81%）。 

圖3. 利用鎳(nie)微米線為(wei)模板，制備共(gong)價鍵相連的石墨(mo)微管（Adv Mater 2016）。該方法得到的電(dian)極(ji)片，有著合適的比表面積(≈12 m2 g?1)以及優良(liang)的導電(dian)性(xing)（≈1 × 104 S m?1），在鋰(li)金屬(shu)電(dian)池的陽極(ji)中(zhong)展(zhan)現出了(le)優良(liang)的電(dian)極(ji)性(xing)能：電(dian)流密度為(wei)10 mA cm?2時面積比容(rong)量為(wei)10 mA h cm?2（實際(ji)質量比容(rong)量為(wei)913 mA h g?1），鋰(li)利用率高(gao)(gao)達91%，庫倫效(xiao)率高(gao)(gao)達約(yue)97%，循(xun)環時間高(gao)(gao)達3000 h，同(tong)時充放電(dian)過程(cheng)中(zhong)電(dian)極(ji)體積改變低(di)于約(yue)9%。