石墨烯-氫氧化鎳復(fù)合電極材料的制備及其超級電容器性能研究.pdf

1、超級電容器是一種電化學(xué)電容器，它作為一種新型儲能裝置而得到大家的廣泛認(rèn)同，它有很高的功率密度和循環(huán)充放電性能，工作范圍廣，綠色環(huán)保無污染，有廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)儲能機(jī)制不同超級電容器可以分為雙電層超級電容器和贗電容超級電容器。超級電容器主要電極材料有碳材料、導(dǎo)電聚合物、金屬氧化物和它們的復(fù)合材料。石墨烯作為一種單原子層sp2雜化的二維碳材料，能夠提供很高的比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電性能；作為超級電容器材料，石墨烯具有良好的雙電容性能和循環(huán)穩(wěn)定

2、性。鎳的氫氧化物價格低廉同時具有很好的贗電容性能，但導(dǎo)電性不佳。因此通過將石墨烯和鎳的氧化物復(fù)合，既能夠提高電極的比電容又能改善電極的導(dǎo)電能力，發(fā)揮兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)不足，從而有望制備出具有優(yōu)異電容性能的超級電容器復(fù)合電極材料。
　　本文石墨烯采用改進(jìn)的Hummer法，以膨脹石墨為原料進(jìn)行氧化處理制備出氧化石墨，而后通過超聲使氧化石墨烯剝離成具有一層或幾層的氧化石墨烯片層，此時氧化石墨烯片層上有大量的含氧官能團(tuán)。氫氧化鎳采用

3、水熱一步法制備，通過改變反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、反應(yīng)物的配比制備出不同形貌及性能的氫氧化鎳。確定水熱反應(yīng)最佳工藝條件為NaOH：NiCl2摩爾比1:1，140℃反應(yīng)24小時；該材料制備的電容器電極在2mv/s的掃描速度下比電容達(dá)到670Fg-1。通過兩種方法制備了石墨烯/氫氧化鎳復(fù)合材料。一種是水熱一步法，另一種是原位自組裝法。采用水熱一步法制備石墨烯/氫氧化鎳復(fù)合材料、石墨烯在2mV/s的掃速下比電容分別為530和63Fg-1，比電容也較