石墨烯基超级电容器和透明导电膜的制备研究

发布时间：2021-07-17 19:00

　　石墨烯是一种新兴的二维碳纳米材料,具有优异的电学、光学、力学等性能,在储能和光电材料及其器件领域潜在着广阔的应用前景,但都由于各种原因尚未实现实用化应用。本论文针对石墨烯最有可能的两大应用领域:超级电容器和透明导电膜,展开了如下的研究:一、高性能石墨烯基超级电容器的制备石墨烯因为具有比表面积高、电导率好、性柔质轻等优点常被用来制备超级电容器。在已开发的诸多方法中,利用氧化还原法制备的石墨烯作为超级电容器的电极材料,是最有可能实现规模化生产和应用的。但是传统的溶液还原法所得的石墨烯片层容易发生聚集,降低了其比表面积,导致质量比容量不高。近年来热点开发的各种具有三维结构的石墨烯材料,具有较高的比表面积,提高了石墨烯超级电容器的质量比容量。但是由于其过于疏松,密度低,导致体积比容量不高,限制了石墨烯超级电容器的实际应用。为此,本论文提出一种制备兼具高质量比容量和高体积比容量、自支撑的石墨烯基超级电容器新策略。我们首先利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,接着对氧化石墨烯的分散液进行低温预处理得到氧化石墨烯膜,然后在空气中不同温度下热处理,制备获得了一系列自支撑的石墨烯膜,用作超级电容器... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

τaυ双电层电容器；τbυ赝电容器[4]

浙江理工大学硕士学位论文 石墨烯基超级电容器和透明导电膜的制备研究τ3υ 充电时间短：完成一次充电大概只要数分钟即可，充电效率高 τ4υ 绿色环保：超级电容器材料一般都具有环境友好性，本身也不会产生有害物质 τ5υ 工作温度范围宽：由于在低温状态下超级电容器中离子的吸附和脱附速度变化不大，因此其工作范围可达-40 C~80 C τ6υ 瞬间释放的功率比普通电池高近十倍，而且不会损坏 由于具有大容量 充放电速度快，循环寿命长等特点，超级电容器被广泛应用于电网 智能电子设备 电动车辆 新能源发电等领域 1.2.3 超级电容器的电极材料

比如碳纳米管υ合成石墨烯 在众多的合成方法中，机械剥离法和化学气相沉法τCVDυ最有能力生产出高质量的单层石墨烯，但是这两种方法面临的问是产量比较低 相比之下，液相剥离具有很大的前景，因为从石墨烯氧化物制的石墨烯电极材料和电解液之间由于存在亲水性，电解液离子更容易在电极材内部进行扩散，同时，这种方法也展示了未来大规模生产的潜力[25-26] 接下来绍几种比较主流的制备用于超级电容器的石墨烯的制备方法 .4.1 水热-溶剂热法溶剂热法制备石墨烯主要是通过使用水或者其他溶剂，将氧化石墨烯分散在剂中，Shi 等发展了一种简单的方法制备石墨烯[27]，在无需添加其他试剂的条下，对 2 mg/mL 的 GO 分散液直接进行水热还原，可以获得三维结构的自组石墨烯水凝胶 SGHτSelf-Assembled Graphene Hydrogelυ


本文编号：3288748