石墨烯-四氧化三鈷復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、復(fù)合材料作為超級(jí)電容器的電極材料綜合了多種材料的優(yōu)點(diǎn),呈現(xiàn)出高的電容特性、功率特性、能量特性以及循環(huán)性能。因此,制備具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)合電極材料成為目前超級(jí)電容器的研究重點(diǎn)。本文采用電化學(xué)方法制備了石墨烯/Co3O4復(fù)合材料,并研究了其電化學(xué)性能。
　　以石墨為原料,利用改進(jìn)的Hummers法制備了氧化石墨,經(jīng)超聲分散得到氧化石墨烯水溶液,然后與一定量的硝酸鈷混合、分散,滴涂于ITO導(dǎo)電玻璃上,采用控電位法還原及氧化法制備出石墨烯/

2、Co3O4復(fù)合材料,利用SEM、TEM、XPS和Raman等對(duì)其微觀形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,并研究了不同配比的復(fù)合材料的電容性能。形貌和結(jié)構(gòu)表征證明:復(fù)合材料整體形貌繼承了石墨烯的骨架,呈現(xiàn)了石墨烯的褶皺形貌及良好的片層結(jié)構(gòu),Co3O4均勻分布在石墨烯表面。電化學(xué)測試表明:Co3O4含量為16.6％的復(fù)合材料性能最佳,在500mA/g下,其比電容達(dá)到357F/g,當(dāng)電流密度升高到3000mA/g下,比電容為256F/g,電容保持率將近72%

3、,倍率性能優(yōu)異。在1000mA/g下,復(fù)合材料比電容為333F/g,經(jīng)1000次循環(huán)后容量保持率達(dá)到87%。
　　組裝了基于石墨烯/Co3O4復(fù)合材料的非對(duì)稱超級(jí)電容器,負(fù)極為活性炭(AC),并研究了不同正負(fù)極質(zhì)量比對(duì)超級(jí)電容器性能的影響。結(jié)果表明:負(fù)極活性炭質(zhì)量為4.2mg時(shí),超級(jí)電容器的電容性能最佳,電流密度為300mA/g和2000mA/g時(shí),非對(duì)稱電容器的比電容分別為55.75F/g和41F/g,非對(duì)稱超級(jí)電容器表現(xiàn)出較好