Producción electroquímicamente escalable de grafeno modificado con flúor para microsupercapacitores flexibles y de alta energía basados en ionogel

La producción escalable de grafeno modificado con heteroátomos de alta calidad es crítica para los microsupercapacitores a escala microscópica pero sigue siendo un gran desafío. En este trabajo, demostramos una exfoliación electroquímica escalable y de un solo paso de grafito en grafeno modificado con flúor (FG) altamente procesable en solución, logrado en un electrolito neutro acuoso que contiene flúor, para microsupercapacitores (FG-MSCs) flexibles y de alta densidad de energía. Las nanosheets de FG exfoliadas electroquímicamente están caracterizadas por su delgadez atómica, gran tamaño lateral (hasta 12 μm), un rendimiento alto de >70% con ≤3 capas y un dopado de flúor del 3 at%, lo que permite la producción a gran escala de FG-MSCs. Nuestros FG-MSCs basados en ionogel ofrecen una alta densidad de energía de 56 mWh cm-3, superando con creces a los MSCs más reportados. Además, los microdispositivos de estado sólido ofrecen una excepcional ciclicidad con ∼93% después de 5000 ciclos, una flexibilidad mecánica robusta con 100% de retención de capacitancia cuando se dobla a 180°, y una integración en serie y paralelo sobresaliente sin necesidad de interconexiones basadas en metal para una salida de alto voltaje y alta capacitancia. Por lo tanto, estos FG-MSCs representan un notable potencial para la electrónica.