抽滤法制备的石墨烯膜用于超级电容器

发布时间：2021-08-13 14:45

　　近年来,能源紧缺和环境污染等问题越来越严重,环境友好型新能源的发展和新型高效的储能设备的开发迫在眉睫。现有制备电极的主要方法是通过将粘结剂与活性物质混匀后,再刮涂在集流体的表面,用这种方法制备的电极,电极的非活性物质质量增加,降低了电极整体的比容量。因此,独立自支撑电极的研究和开发尤为重要。本文利用石墨烯和硫酸电解液充分混合后抽滤成膜,得到了电极致密结构层间得到致密结构石墨烯薄膜电极。厚度约为30μm的石墨烯薄膜,用于超级电容器。电极致密结构层间存在的硫酸电解液实现了电极材料和电解液的充分接触。基于这种石墨烯膜的超级电容器,其体积能量密度达到115 F·cm-3。 

【文章来源】：山东化工. 2020,49(15)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

石墨烯膜的XRD谱图

图2是还原氧化石墨烯的拉曼光谱，从图中可以看到两个峰，分别对应于在1340 cm-1处的D峰和在1580 cm-1处的G峰，D峰与sp3杂化的C-C键有关，它来自于石墨层中的扭曲的六角形晶格，而G峰则来自于sp2杂化的C-C键的面内振动，此外，ID/IG的强度比被广泛用于表征石墨烯中的缺陷状态。强度比越高，表示由结构缺陷引起的混乱越大。石墨烯的ID/IG为2.1，这是一个很高的值，表明石墨烯中存在大量的缺陷。这些缺陷可以提供更多的活性位点，将进一步增加超级电容器的比电容[8]。2.1.3 SEM表征

图3是石墨烯膜抽滤后浸泡硫酸的断面SEM图，可以看到电极的横截面呈排列整齐的片层状，但是层间有少量的间距，电极的厚度大约为30μm。石墨烯本身具有较大的比表面积，能够复合更多是电解质。为了促进硫酸和电极的接触，使用将石墨烯和硫酸提前混合再抽滤的方式，制备电极。图4是石墨烯和硫酸的电极的SEM的断面图，电极的厚度有一定的增加，这是由于更多的硫酸进入到电极内部的结果，从图中可以看出，更加致密的电极结构，同时由于石墨烯具有大比表面积的特性，可以大大增加电解质和电极的接触面积，因此，有效的缩短了离子和电子的传输路径，进一步提高了超级电容器的能量密度[9]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]中国能源革命与低碳发展的战略选择[J]. 何建坤.  武汉大学学报(哲学社会科学版). 2015(01)



本文编号：3340622