石墨烯及石墨烯復(fù)合材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用.pdf

1、電極材料是超級(jí)電容器的關(guān)鍵因素，決定著超級(jí)電容器主要性能指標(biāo)。根據(jù)儲(chǔ)能機(jī)理超級(jí)電容器電極材料主要分為雙電層材料和贗電容材料。石墨烯（雙電層材料）作為一種sp2雜化的單原子二維材料，具有較高的比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電性，因此作為超級(jí)電容器電極材料石墨烯具有良好的雙電層穩(wěn)定性和循環(huán)壽命；四氧化三鐵和二氧化錳（贗電容材料）可以提供很好的贗電容性能并且價(jià)格十分低廉，但是導(dǎo)電性較低，比容量隨循環(huán)次數(shù)衰減較為嚴(yán)重。本文通過(guò)不同的手段，制備石墨烯/Fe3

2、O4、石墨烯/MnO2復(fù)合材料，充分發(fā)揮兩種材料的優(yōu)異性能，從而有望制備出電化學(xué)性能優(yōu)異的超級(jí)電容器。
　　采用改進(jìn)Hummer的方法制備氧化石墨烯水溶液，F(xiàn)e3O4納米粒子采用經(jīng)典的共沉淀方法制備。本文中采用一步還原自組裝的方法還原氧化石墨烯，收縮的還原石墨烯片層網(wǎng)絡(luò)富集溶液中Fe3O4納米顆粒，制得了石墨烯Fe3O4復(fù)合材料。研究了制備過(guò)程中溫度、反應(yīng)物料配比、對(duì)石墨烯/Fe3O4復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響，研究表明在90℃、2

3、.5mL Fe3O4的條件下，所制備的電極材料性能最佳。通過(guò)BET分析所制備的復(fù)合材料為石墨烯片層組成的狹縫孔結(jié)構(gòu)，具有373.9m2/g的比表面積。電化學(xué)性能測(cè)試表明復(fù)合材料在1mol/L LiClO4/碳酸丙烯酯中比容量達(dá)到219F/g（20mV/s、-0.3~1.4Vvs.SCE）。在10A/g的大電流充放電測(cè)試中，1500次循環(huán)之后仍保持97％的比容量86F/g。
　　通過(guò)等離子體增強(qiáng)氣相沉積分別在不同的集流體：不銹鋼、泡

4、沫鎳、不銹鋼網(wǎng)表面制備石墨烯納米墻，研究了不同集流體對(duì)對(duì)石墨烯納米墻電容特性的影響，研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)不銹鋼表面制備的石墨烯納米墻在1mol/L LiClO4/PC有機(jī)電解質(zhì)中，電化學(xué)窗口為1.7V掃描速率30mV/s條件下獲得51F/g的比容量。本文以2mol/L Mn(CH3OO)2/C2H5OH為原料，直流電源作為沉積電壓，在石墨烯納米墻表面電化學(xué)沉積MnO2。研究了沉積電壓、沉積時(shí)間對(duì)石墨烯納米墻/MnO2電容特性的影響，研究表明，在