基于石墨烯超級(jí)電容器電極材料性能的研究.pdf

1、石墨烯作為新型的二維碳材料，因具有比表面積大、導(dǎo)電性能好、質(zhì)量極輕等一系列性質(zhì)，在超級(jí)電容器、半導(dǎo)體、鋰電池、光電子器件、航空航天等領(lǐng)域體現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。本文以石墨烯為基礎(chǔ)原料，通過打孔處理，制備多孔石墨烯電極材料及多孔石墨烯超級(jí)電容器;同時(shí)制備出CNTs@NiO復(fù)合物，并與多孔石墨烯構(gòu)組成非對(duì)稱超級(jí)電容器。本文主要的研究成果包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)通過在石墨烯中加入鈷單質(zhì)，經(jīng)過物理化學(xué)過程的處理，得到多孔結(jié)構(gòu)的石墨烯。

2、壓片處理多孔石墨烯，成功制備了多孔石墨烯(DGNs)超級(jí)電容器。多孔處理使得石墨烯表面或內(nèi)部產(chǎn)生納米尺寸大小的孔洞和介孔結(jié)構(gòu)，帶電粒子在孔中的遷移受到更小的阻力，使得離子轉(zhuǎn)移電荷的能力得到更好的發(fā)揮，可以快速的傳輸很高的能量，達(dá)到提高電容器比電容的目的。在電流密度為1A/g時(shí)，原始石墨烯超級(jí)電容器和DGNs超級(jí)電容器的比電容分別為52.8F/g和75.8F/g，比電容提升了近43％。
　　(2)通過酸化處理CNTs，再與硝酸鎳和尿

3、素進(jìn)行反應(yīng)，成功制備了CNTs@NiO的復(fù)合物。以多孔石墨烯(DGNs)作為負(fù)極材料，CNTs@NiO復(fù)合物作為正極材料，成功制備了DGNs//CNTs@NiO非對(duì)稱超級(jí)電容器。DGNs//CNTs@NiO非對(duì)稱超級(jí)電容器的循環(huán)性能良好，經(jīng)過1000次循環(huán)，比電容僅下降了約13％。在電流密度為1A/g時(shí)，DGNs對(duì)稱型超級(jí)電容器能量密度為10.52Wh/Kg，DGNs//CNTs@NiO非對(duì)稱超級(jí)電容器達(dá)到了21.44Wh/Kg，性能的