石墨烯基复合材料的制备及其超级电容性能的研究

发布时间：2019-09-25 21:04

【摘要】：超级电容器是一种具有较大功能密度、较长循环寿命、充放电迅速、安全无污染的新型能量存储设备,在当今世界具有广泛的应用前景。超级电容器电化学性能的提高是目前研究的热点,本文以此为目的,用氧化石墨烯(GO)为基底,分别与用不同方法制备的金属化合物MnO2、ZnO以及MOF复合制备二者的复合材料,并将其制成超级电容器电极,研究其性能。其主要研究内容如下：(1) 以GO, MnS04为前驱体,制备GO/针状Mn02复合材料,然后采用不同的还原剂如水合肼、硼氢化钠、Vc和水热还原对GO/针状Mn02进行还原。XRD和SEM测试结果表明前二者不仅可以还原GO,同时还可以使得针状Mn02变成颗粒状Mn304,而后二者则不能。电化学性能测试表明,当用水合肼为还原剂时,其比电容最高,为324.9F/g。另外,当选用水合肼为还原剂时,将不同还原时间对其的影响也进行了探索,发现当还原时间为12h时,其效果是最好的。(2) 利用疏基乙胺对GO进行预处理(f-GO),再将预先制备好的不同含量的ZnO量子点分别加入其中,反应得f-GO/ZnO复合材料,结果表明ZnO与f-GO是通过Zn-S键结合的,且ZnO添加量为100ml时,其比电容值最大,为149.4F/g。(3) 通过水热反应制备不同GO添加量的GO/MOF复合材料,发现当添加量为5%时的比电容值是最大的,为141.3F/g,此时的综合性能也是最好的。
【图文】：

图１．１超级电容器结构示意图逡逑

图１．４各种储能元件功车密度和能虽巧度对比逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｐｏｗｅｒ邋ｄｅｎｓｉｔｙ邋ａｎｄ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｄｅｎｓｉｔｙ邋ｆｏｒ邋ｖａｒｉｏｕｓ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｂｏｒａｇｅ邋ｄｅｖｉｃｅｓ逡逑超级电容器的应用逡逑级电容器由于其功率密度高、循环寿命长等优点，逐渐成为下一代新型储能设发展也正逐渐成熟，市场也变得越来越开阔Ｐ，Ｗ。逡逑费电子：超级电容器由于其循环寿命长、质量轻可作为存储器、计算机、钟表等的电源，它可在短时间内为上述设备提供足够的能量。且当出现突源中断等情况时，超级电容器可Ｗ起到后备保护的作用，防止由于断电对仪。同时，它还可取代一些小型设备如电动玩具、照相机、录音机等的电池电用寿命长于电池，故而使用超级电容器作为电源更为合算。逡逑动汽车和混合电动汽车：电动汽车作为绿色环保倡导下的产物，，要想和普正常使用，其动力电源起到关键作用。传统的动力电池由于其高功率输出レ义素使得其应用存在一定的局限性。而超级电容器则可Ｗ很好的满足这方面果将超级电容器与动力电池一起协同使用，不仅减少了电流对电池的损坏，池使用寿命的延长也有极大的作用，且同样能够进行瞬间能量的回收，提高
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB33;TM53

【参考文献】

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1 毛定文;田艳红;;掺锂聚苯胺/活性炭超级电容器电极材料的制备及电性能[J];北京化工大学学报(自然科学版);2007年06期

2 张爱勤;王力臻;张勇;申法宝;;盐酸掺杂聚吡咯的电化学电容性能[J];电池;2010年01期

3 王晓峰,梁吉;碳纳米管超级电容器-锂离子电池复合电源在GSM移动通讯中的应用[J];电子器件;2004年04期

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本文编号：2541611