基于石墨烯-炭電極材料及纖維石墨化的研究.pdf

1、超級電容器是一種新型的儲能裝置，因其具有較高的倍率性能以及快速充放電的特性，已經(jīng)引起國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。其中，電極材料是決定超級電容器性能的關(guān)鍵所在，因此對電極材料的研究始終是該領(lǐng)域的研究重點。在所研究的眾多的電極材料中，氮摻雜的炭材料由于具有較高的贗電容水平以及炭材料的循環(huán)穩(wěn)定性，是一種電化學(xué)性能較高的超級電容器電極材料。本文主要針對高性能超級電容器電極材料以及聚鄰苯二胺纖維低溫石墨化進行了研究。全文主要研究內(nèi)容概述如下：
　　（

2、1）本文通過鄰苯二胺（OPD）與氧化石墨烯（GO）經(jīng)水熱反應(yīng)形成石墨烯水凝膠，然后利用FeCl3聚合OPD單體并且在500℃條件下炭化后得到了具有三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高氮含量多孔炭/石墨烯材料 PGC10/500。將其用作電極材料時表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能：在電流密度1A/g條件下比電容值為673F/g，而且在5A/g條件下1000次循環(huán)后比電容保留94.8％。同時，PGC10/500表現(xiàn)出較高的密度（1.06cm3/g）以及比體積電容（7

3、13F/cm3）。
　　（2）通過OPD、GO以及單壁碳納米管（SCNT）經(jīng)水熱反應(yīng)形成石墨烯碳納米管水凝膠，其中SCNT用來阻止直接干燥過程中過多石墨烯片層的團聚。然后利用FeCl3聚合OPD單體并且在500℃條件下炭化后得到了具有層狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高氮含量的石墨烯/炭材料 PGSC5/500。將其用作電極材料時表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能：在電流密度1A/g條件下比電容值為569.2F/g、而且在10A/g條件下1000次循環(huán)后比電容保