一、单元名称

      石墨烯储能材料应用工程中心

二、单元简介

      成立时间：2016年12月

      实验室负责人：朱彦武

      朱彦武实验室主页：http://staff.ustc.edu.cn/~zhuyanwu/

三、合作方

      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，是国内最早专业从事石墨烯规模化制备与应用的高科技企业之一。实现了国内首条大规模宏量制备、全自动控制的粉体石墨烯生产线，目前石墨烯粉体产能150吨/年。2014年上市挂牌新三板，成为国内第一家以石墨烯为主营业务的公众公司，2015年实现销售约2000万元。该公司具有50余人研发团队，其中博士10余人。http://www.thesixthelement.com.cn/

      中国中车：作为大型国企，一直致力于轨道交通以外产业的延伸与发展，新能源汽车板块是国内唯一一家具备从部件、系统到整车的完整方案提供商，插电式混合动力汽车成为客户首选，也是全球唯一一家超级电容储能式电动汽车企业。2015年该公司利用石墨烯作为添加材料，发布了世界领先的大功率石墨烯超级电容器单体。

四、研究方向

      石墨烯电极活性材料与超级电容器件。

五、研究成果

      利用聚氨酯海绵作为自牺牲模板，吸附氧化石墨和KOH，制备三维分级多孔活性石墨烯（Adv Mater 2016）；

      利用镍微米线为模板，制备共价键相连的石墨微管（Adv Mater 2016）；

      利用细菌纤维素为前驱体，制备出硼氮共掺杂的碳纤维（Adv Energy Mater 2017）。

六、对外提供服务

      石墨烯材料、制备和应用方案咨询、电化学测试等。

七、联系方式

      电话号码：0551-63607670

      电子邮箱：zhuyanwu@ustc.edu.cn

图2. 利用细菌纤维素为前驱体，制备出硼氮共掺杂的碳纤维（Adv Energy Mater 2017）。由于硼氮共掺杂有利于提高碳纤维的比表面积和导电性，增加碳层间距和反应活性位点，该方法得到的电极片可应用于锂离子超级电容器的正负极，展现出优良性能：4.5V的工作电压，能量密度高达220 W h kg−1，功率密度高达22.5 kW kg−1，高循环稳定性（5000圈后仍保留81%）。 

图3. 利用镍微米线为模板，制备共价键相连的石墨微管（Adv Mater 2016）。该方法得到的电极片，有着合适的比表面积(≈12 m2 g−1)以及优良的导电性（≈1 × 104 S m−1），在锂金属电池的阳极中展现出了优良的电极性能：电流密度为10 mA cm−2时面积比容量为10 mA h cm−2（实际质量比容量为913 mA h g−1），锂利用率高达91%，库伦效率高达约97%，循环时间高达3000 h，同时充放电过程中电极体积改变低于约9%。