超級電容器的碳基電極材料研究.pdf

1、本論文重點研究了不同還原方法制備的石墨烯在超級電容器電極方面的特點和潛力，力圖尋找一種環(huán)保、高效、低成本和高性能的石墨烯電極制備方法，作為對比還研究了活性炭材料、碳納米管電極的電化學性能。
　　活性炭研究方面，分別選用了核桃殼和成都本地無煙煤作為前驅(qū)體制備活性炭。通過測試表明：核桃殼和成都本地無煙煤都是非常適合制備活性炭，兩種材料制備的活性碳都有優(yōu)異電化學性能，其中核桃殼基活性炭，在5.5mol/LKOH溶液中，掃描速率10mV/

2、s時，比電容為298F/g；電流密度1A/g時，比電容為338F/g；是一種較理想的超級電容器電極材料。
　　碳納米管研究方面，分別選用了丙酮和乙炔作為前驅(qū)體，采用熱CVD法在鎳網(wǎng)上直接生長了不同形貌碳納米管，并作為超級電容的電極進行了研究測試；結(jié)果表明：乙炔作為前驅(qū)體時，制備碳納米管電極的電化學性能明顯好于丙酮的，在電流密度1A/g時，比電容為118F/g；這與期望值還有一定差距，主要原因在于碳納米管的每根管之間是不連通的，內(nèi)部

3、空間無法利用，電解液只能在外壁表面形成雙電層，導致有效比表面積偏小，比電容不大。
　　石墨烯研究方面，用Hummers法和氧化石墨制備的改進法分別制備了含有豐富官能團的氧化石墨，并采用水合肼還原、快速熱還原和微波膨脹的方法得到了不同形貌的石墨烯，實驗結(jié)果表明：水合肼還原過程中，石墨烯很易團聚，不適合用作超級電容器的電極材料；快速熱還原制備的石墨烯電極，在電化學測試中，表現(xiàn)出贗電容的性質(zhì)，這是不希望的，穩(wěn)定性還有待提高；而微波膨脹法