石墨烯基材料制备及其对称/混合型超级电容性能研究

发布时间：2024-03-09 00:08

　　作为一种新型储能装置,超级电容器以其工作温度范围广,循环寿命长,充放电速率快等诸多优点引起了能源领域广泛关注。而作为决定超级电容器性能的主要因素之一的电极材料更成为争相研究的热点。石墨烯作为一种新型的二维材料在电学、光学、磁学、力学方面都显示出巨大的应用潜力。特别是其较高的比表面积(理论上为2630 m2 g-1)可提供高达550F/g的理论比容量,更使它成为科研界的宠儿。本文采用改良的Hummers法制备得到氧化石墨(GO),加入了Zn(NO3)2和NH4HCO3的氧化石墨,在经过热还原的方式以及相应的后续处理后,制备出具有高表观密度的还原氧化石墨烯(RGO-HD)电极材料并利用XRD、SEM、FT-IR、TEM、TG、BET比表面积测试法对材料的结构及物理化学性能进行表征。将该电极材料分别组装成对称型以及与Ni(OH)₂组成非对称型超级电容器并利用循环伏安(CV)测试、恒流充放电(CD)测试、交流阻抗(EIS)测试对其进行电化学性能表征。研究表明,该方法制备的电极材料具有1.42 g/cm3的高表观密度。在6M KOH电解液中,该电极材料在组装的对称型超级电容...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1双电层超级电容器结构与工作原理示意图

图1-1双电层超级电容器结构与工作原理示意图述原理中中“双电层理论”是超级电容器的核心原理，这是由超级电容器结构所决定的。混合型超级电容器

图3-4相同质量热膨胀还原法（1）、水合肼还原法（2）与RGO-HD2（3）制备的石墨烯

热处理过程中RGO-HD便已经形成。经过计算，RGO-HD2（002）晶面面间距约为0.35nm，非常接近天然石墨的0.34nm，表明RGO-HD2材料的片层紧密堆积结构。图3-4为RGO-HD2与肼还原和热膨胀还原法制备的石墨烯材料对比，在相同质量（20mg）下，R....

图3-5RGO-HD2在高倍及低倍下的SEM(a、b)和TEM(c、d)及选区电子衍射图谱（e）

-23-3-5RGO-HD2在高倍及低倍下的SEM(a、b)和TEM(c、d)及选区电子衍射图谱（

图3-6RGO-HD1（a）和RGO-HD3(b)在10万倍下的SEM图像

图3-5c、d中的透射图像中，更加清晰的揭示了该材料是由多层褶皱的石墨烯片层致密堆积，图3-5e中选区电子衍射图表明了材料的RGO-HD2多晶结构。为了更加清晰地了解RGO-HD2的致密结构。图3-6给出了RGO-HD1、RGO-HD3的10万倍下的....

本文编号：3922598