石墨烯基復合水凝膠用于超級電容器電極材料的性能研究.pdf

1、超級電容器，作為一種新穎、低價、環(huán)保、高性能的儲能系統(tǒng)，在資源日益枯竭的今天受到了學者們的廣泛關(guān)注。石墨烯水凝膠具有團聚度小、自支撐性、不用粘合劑、三維交聯(lián)網(wǎng)絡孔結(jié)構(gòu)等優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)特性，并且作為超級電容器電極材料，其循環(huán)壽命好，在較大的電流密度下仍可以保持原有的比電容，但是比電容較低。因此本文研究重點是通過復合來提高石墨烯水凝膠的比容量和能量密度。
　　通過簡單的水熱法制備了石墨烯/碳納米管復合水凝膠。石墨烯水凝膠擁的交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為

2、電解液的進出以及帶電離子的嵌入和脫出提供了通道，同時碳納米管插層在石墨烯片之間還可以減少石墨烯片層的層疊現(xiàn)象，提高材料的電導率，并且增加了復合物的比電容。所得產(chǎn)物的電容量可以達到350.1 F/g，并且擁有良好的倍率特性，可以在大電流下使用。同時具有較高的能量密度，可以達到175.1 Wh/kg。并且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，在充放電循環(huán)一千圈后仍然可以保持第一圈充放電90％的電容量，非常具有實際應用價值。
　　石墨烯/二氧化釩復合水

3、凝膠是通過一步水熱法制備得到的。水凝膠三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的存在降低了復合材料的電阻，同時二氧化釩的存在增加了復合材料的電容量，減少了石墨烯片的層疊現(xiàn)象。在兩種組分協(xié)同作用下，這種復合水凝膠具有較大的比容量，其最大電容量可以達到281.5 F/g，并且循環(huán)穩(wěn)定性良好，在充放電一千圈后，其電容量仍然可以保持第一次充放電電容量的95%。同時，復合物水凝膠擁有較高的能量密度，可以達到140.8 Wh/kg，這與傳統(tǒng)電池相比具有很明顯的優(yōu)勢。該復合物水

4、凝膠適用于超級電容器電極材料。
　　通過水熱法制備了石墨烯水凝膠，然后采用化學?。–hemical Bath Deposition, CBD）的方法以石墨烯水凝膠為基底生長了NiOOH納米片。石墨烯水凝膠的交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為電極反應提供了更多的活性位點；其三維孔結(jié)構(gòu)的存在不僅避免了石墨烯片層的層疊和團聚現(xiàn)象，同時為電解液離子的傳輸提供了通道，降低了復合水凝膠的電阻。NiOOH作為贗電容有較高的比電容，但是由于生長的太少，復合水凝膠的比