過渡金屬氧化物-石墨烯復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器又叫電化學(xué)電容器，是一種功率密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠無污染的新型能量存儲(chǔ)裝置。它起到了溝通傳統(tǒng)的電容器和電池之間的橋梁作用，在當(dāng)今世界的各種電子器件和設(shè)備中顯示出了強(qiáng)大的應(yīng)用前景。另外，石墨烯是一種二維單原子層厚的層狀碳材料，具有巨大的比表面積、高的導(dǎo)電率和強(qiáng)大的機(jī)械力學(xué)性能。過渡金屬氧化物具有高的法拉第電容，其作為超級(jí)電容器的電極材料的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。納米級(jí)金屬氧化物與石墨烯進(jìn)行復(fù)合，能夠發(fā)揮出金屬氧化物和石墨

2、烯各自的性能:既能夠充分的利用金屬氧化物的法拉第電化學(xué)性能，又能夠充分的利用石墨烯的雙電層電容。
　　本文采用溶液法合成了過渡金屬氧化物和石墨烯的復(fù)合材料A3O4/GNS(A代表Mn，F(xiàn)e，Co三種元素中的任意一種)。A3O4納米顆粒的形成與氧化石墨烯的還原是同時(shí)進(jìn)行的。對(duì)A3O4/GNS復(fù)合材料進(jìn)行了電化學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果:Fe3O4/GNS，CO3O4/GNS和Mn3O4/GNS的比電容分別達(dá)到了358，240和708Fg-

3、1;能量密度分別為10，7和20Whkg-1;在充放電1000次以后的比電容分別為最初的67.8％，95.8％和73％。A3O4/GNS的優(yōu)異的電化學(xué)性能，證明其在超級(jí)電容器領(lǐng)域具有強(qiáng)大的應(yīng)用前景。
　　接下來，本文又采用溶液法合成了Co-Al雙金屬氫氧化物和石墨烯的復(fù)合材料(RGO/LDH)，并且以RGO/LDH作為正極材料，活性炭(AC)作為負(fù)極材料，組合成了不對(duì)稱超級(jí)電容器(RGO/LDH//AC)，并對(duì)其進(jìn)行了電化學(xué)性能的