Ultra-light Hierarchical Graphene Electrode for Binder-Free Supercapacitors and Lithium-Ion Battery Anodes

Small

Volumn 11, Issue 37, 2015, Pages 4922-4930

  Zuo, Zicheng ^a   Kim, Tae Young ^b,c   Kholmanov, Iskandar ^b   Li, Huifeng ^b   Chou, Harry ^b   Li, Yuliang ^a  

^a INSTITUTE OF CHEMISTRY   (China)

^b The University of Texas at Austin   (United States)

^c Gachon University College of Medicine   (South Korea)

Author keywords

3D electrodes, electrodes; graphene; lithium ion batteries; porous electrodes; supercapacitors

Indexed keywords

BINDERS; BINS; CAPACITANCE; CAPACITORS; COMPOSITE FILMS; ELECTRIC BATTERIES; ELECTRODES; ELECTROLYTIC CAPACITORS; GRAPHENE; GRAPHITE ELECTRODES; IONS; LITHIUM; LITHIUM ALLOYS; LITHIUM COMPOUNDS;

3-D ELECTRODES; ELECTROCHEMICAL APPLICATIONS; ENVIRONMENTAL FRIENDLY METHODS; LITHIUM-ION BATTERY ANODES; POROUS ELECTRODES; REDUCED GRAPHENE OXIDES; SUPER CAPACITOR; SUPERCAPACITOR ELECTRODES;

LITHIUM-ION BATTERIES;

EID: 84942988741     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201501434     Document Type: Article

References (53)

1. a) H. Jiang, P. S. Lee, C. Li, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 41
2. b) Y. Zhu, S. Murali, M. D. Stoller, K. J. Ganesh, W. Cai, P. J. Ferreira, A. Pirkle, R. M. Wallace, K. A. Cychosz, M. Thommes, D. Su, E. A. Stach, R. S. Ruoff, Science 2011, 332, 1537;
3. c) M. F. El-Kady, V. Strong, S. Dubin, R. B. Kaner, Science 2012, 335, 1326.
4. a) R. Mukherjee, A. V. Thomas, A. Krishnamurthy, N. Koratkar, ACS Nano 2012, 6, 7867;
5. b) F. Liu, S. Y. Song, D. F. Xue, H. J. Zhang, Adv. Mater. 2012, 24, 1089.
6. a) J. R. Miller, R. A. Outlaw, B. C. Holloway, Science 2010, 329, 1637;
7. b) P. Simon, Y. Gogotsi, Nat. Mater. 2008, 7, 845.
8. a) S. Chabi, C. Peng, D. Hu, Y. Zhu, Adv. Mater. 2014, 26, 2440;
9. b) H. Zhang, X. Yu, P. V. Braun, Nat. Nano 2011, 6, 277.
10. Z. Jiang, B. Pei, A. Manthiram, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 7775.
11. C. Liu, Z. Yu, D. Neff, A. Zhamu, B. Z. Jang, Nano Lett. 2010, 10, 4863.
12. T. Kim, G. Jung, S. Yoo, K. S. Suh, R. S. Ruoff, ACS Nano 2013, 7, 6899.
13. H. Wang, Z. Xu, A. Kohandehghan, Z. Li, K. Cui, X. Tan, T. J. Stephenson, C. K. King'ondu, C. M. B. Holt, B. C. Olsen, J. K. Tak, D. Harfield, A. O. Anyia, D. Mitlin, ACS Nano 2013, 7, 5131
14. a) X. Cao, Y. Shi, W. Shi, G. Lu, X. Huang, Q. Yan, Q. Zhang, H. Zhang, Small 2011, 7, 3163;
15. b) C. Li, G. Shi, Nanoscale 2012, 4, 5549.
16. B. G. Choi, M. Yang, W. H. Hong, J. W. Choi, Y. S. Huh, ACS Nano 2012, 6, 4020.
17. Z. Yan, L. Ma, Y. Zhu, I. Lahiri, M. G. Hahm, Z. Liu, S. Yang, C. Xiang, W. Lu, Z. Peng, Z. Sun, C. Kittrell, J. Lou, W. Choi, P. M. Ajayan, J. M. Tour, ACS Nano 2012, 7, 58.
18. Y. Xu, K. Sheng, C. Li, G. Shi, ACS Nano 2010, 4, 4324.
19. L. L. Zhang, X. Zhao, M. D. Stoller, Y. Zhu, H. Ji, S. Murali, Y. Wu, S. Perales, B. Clevenger, R. S. Ruoff, Nano Lett. 2012, 12, 1806.
20. C. Largeot, C. Portet, J. Chmiola, P.-L. Taberna, Y. Gogotsi, P. Simon, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2730.
21. Y. Xu, Z. Lin, X. Zhong, X. Huang, N. O. Weiss, Y. Huang, X. Duan, Nat. Commun. 2014, 5, 4554.
22. a) Z. S. Wu, A. Winter, L. Chen, Y. Sun, A. Turchanin, X. L. Feng, K. Mullen, Adv. Mater. 2012, 24, 5130;
23. b) Z.-S. Wu, Y. Sun, Y.-Z. Tan, S. Yang, X. Feng, K. Müllen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19532;
24. c) Y. Xu, Z. Lin, X. Zhong, B. Papandrea, Y. Huang, X. Duan, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 5345.
25. J. Xiao, D. H. Mei, X. L. Li, W. Xu, D. Y. Wang, G. L. Graff, W. D. Bennett, Z. M. Nie, L. V. Saraf, I. A. Aksay, J. Liu, J. G. Zhang, Nano Lett. 2011, 11, 5071.
26. a) L. Estevez, A. Kelarakis, Q. Gong, E. H. Da'as, E. P. Giannelis, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 6122;
27. b) Z.-S. Wu, S. Yang, Y. Sun, K. Parvez, X. Feng, K. Müllen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9082.
28. H. Hu, Z. Zhao, W. Wan, Y. Gogotsi, J. Qiu, Adv. Mater. 2013, 25, 2219.
29. C. Z. Yuan, B. Gao, L. F. Shen, S. D. Yang, L. Hao, X. J. Lu, F. Zhang, L. J. Zhang, X. G. Zhang, Nanoscale 2011, 3, 529.
30. a) L. Zhang, G. Chen, M. N. Hedhili, H. Zhang, P. Wang, Nanoscale 2012, 4, 7038;
31. b) Y. Zhao, C. Hu, Y. Hu, H. Cheng, G. Shi, L. Qu, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 11174.
32. K. S. W. Sing, D. H. Everett, R. A. W. Haul, L. Moscou, R. A. Pierotti, J. Rouquerol, T. Siemieniewska, Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603.
33. H. Sun, Z. Xu, C. Gao, Adv. Mater. 2013, 25, 2554.
34. L. Wei, M. Sevilla, A. B. Fuertes, R. Mokaya, G. Yushin, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 827.
35. L. G. Cançado, A. Jorio, E. H. M. Ferreira, F. Stavale, C. A. Achete, R. B. Capaz, M. V. O. Moutinho, A. Lombardo, T. S. Kulmala, A. C. Ferrari, Nano Lett. 2011, 11, 3190.
36. N. O. Weiss, H. Zhou, L. Liao, Y. Liu, S. Jiang, Y. Huang, X. Duan, Adv. Mater. 2012, 24, 5776.
37. a) F. Tuinstra, J. L. Koenig, J. Chem. Phys. 1970, 53, 1126;
38. b) S. Stankovich, D. A. Dikin, R. D. Piner, K. A. Kohlhaas, A. Kleinhammes, Y. Jia, Y. Wu, S. T. Nguyen, R. S. Ruoff, Carbon 2007, 45, 1558.
39. W. D. Jamrack, Rare Metals Extraction by Chemical Engineering Techiques, Pergamon, London 1963.
40. C. Masarapu, L. P. Wang, X. Li, B. Q. Wei, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 546.
41. Z. Lin, Y. Liu, Y. Yao, O. J. Hildreth, Z. Li, K. Moon, C.-P. Wong, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 7120.
42. Z.-S. Wu, W. Ren, L. Xu, F. Li, H.-M. Cheng, ACS Nano 2011, 5, 5463.
43. a) L. Qie, W.-M. Chen, Z.-H. Wang, Q.-G. Shao, X. Li, L.-X. Yuan, X.-L. Hu, W.-X. Zhang, Y.-H. Huang, Adv. Mater. 2012, 24, 2047;
44. b) K. Tang, R. J. White, X. Mu, M.-M. Titirici, P. A. vanAken, J. Maier, ChemSusChem 2012, 5, 400.
45. a) H. J. Kim, Z. H. Wen, K. H. Yu, O. Mao, J. H. Chen, J. Mater. Chem. 2012, 22, 15514;
46. b) Z. L. Wang, D. Xu, H. G. Wang, Z. Wu, X. B. Zhang, ACS Nano 2013, 7, 2422.
47. a) G. Wang, X. Shen, J. Yao, J. Park, Carbon 2009, 47, 2049;
48. b) J. R. Dahn, T. Zheng, Y. Liu, J. S. Xue, Science 1995, 270, 590.
49. E. Yoo, J. Kim, E. Hosono, H.-S. Zhou, T. Kudo, I. Honma, Nano Lett. 2008, 8, 2277.
50. X. Xiao, P. Liu, J. S. Wang, M. W. Verbrugge, M. P. Balogh, Electrochem. Commun. 2011, 13, 209.
51. W. S. Hummers, R. E. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339.
52. J.-Y. Kim, W. H. Lee, J. W. Suk, J. R. Potts, H. Chou, I. N. Kholmanov, R. D. Piner, J. Lee, D. Akinwande, R. S. Ruoff, Adv. Mater. 2013, 25, 2308.
53. L.-F. Chen, X.-D. Zhang, H.-W. Liang, M. Kong, Q.-F. Guan, P. Chen, Z.-Y. Wu, S.-H. Yu, ACS Nano 2012, 6, 7092.