基于石墨烯超級電容器電極材料性能的研究.pdf

1、石墨烯作為新型的二維碳材料，因具有比表面積大、導電性能好、質量極輕等一系列性質，在超級電容器、半導體、鋰電池、光電子器件、航空航天等領域體現(xiàn)出巨大的應用價值。本文以石墨烯為基礎原料，通過打孔處理，制備多孔石墨烯電極材料及多孔石墨烯超級電容器;同時制備出CNTs@NiO復合物，并與多孔石墨烯構組成非對稱超級電容器。本文主要的研究成果包括以下幾個方面:
　　(1)通過在石墨烯中加入鈷單質，經(jīng)過物理化學過程的處理，得到多孔結構的石墨烯。

2、壓片處理多孔石墨烯，成功制備了多孔石墨烯(DGNs)超級電容器。多孔處理使得石墨烯表面或內(nèi)部產(chǎn)生納米尺寸大小的孔洞和介孔結構，帶電粒子在孔中的遷移受到更小的阻力，使得離子轉移電荷的能力得到更好的發(fā)揮，可以快速的傳輸很高的能量，達到提高電容器比電容的目的。在電流密度為1A/g時，原始石墨烯超級電容器和DGNs超級電容器的比電容分別為52.8F/g和75.8F/g，比電容提升了近43％。
　　(2)通過酸化處理CNTs，再與硝酸鎳和尿

3、素進行反應，成功制備了CNTs@NiO的復合物。以多孔石墨烯(DGNs)作為負極材料，CNTs@NiO復合物作為正極材料，成功制備了DGNs//CNTs@NiO非對稱超級電容器。DGNs//CNTs@NiO非對稱超級電容器的循環(huán)性能良好，經(jīng)過1000次循環(huán)，比電容僅下降了約13％。在電流密度為1A/g時，DGNs對稱型超級電容器能量密度為10.52Wh/Kg，DGNs//CNTs@NiO非對稱超級電容器達到了21.44Wh/Kg，性能的