石墨烯和金屬氧化物電極材料及其非對(duì)稱結(jié)構(gòu)超級(jí)電容器研究.pdf

1、超級(jí)電容器是新型儲(chǔ)能材料領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一，具有高功率密度，但是其能量密度較低，成為制約其應(yīng)用的瓶頸。因此，提高超級(jí)電容器的能量密度備受關(guān)注。本文主要從提高工作電壓范圍(V)和電極材料的比電容(C)兩個(gè)途徑開展研究，分別制備了具有較寬電位窗口以及高比電容的電極材料，并組裝成非對(duì)稱結(jié)構(gòu)超級(jí)電容器，以實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器的能量密度的提升。已取得的研究結(jié)果如下：
　　通過(guò)化學(xué)法制備了石墨烯，石墨烯的電位窗口較寬，達(dá)到-1.1-0 V，并用于非對(duì)

2、稱超級(jí)電容器的負(fù)極材料。為了提升其比電容，我們采用一種簡(jiǎn)單的水解法制備Fe3O4/rGO復(fù)合物，由于Fe3O4和rGO的協(xié)同效應(yīng)，復(fù)合物的比電容得到了明顯提高，在循環(huán)10000次后比電容保持在98％。同時(shí)研究表明復(fù)合物中Fe3O4和rGO的質(zhì)量比例會(huì)明顯影響復(fù)合物的電化學(xué)性能。
　　我們通過(guò)一種快速、簡(jiǎn)單的方法合成了高比電容的NiCo2O4納米材料，并用于非對(duì)稱超級(jí)電容器的正極材料。由于 NiCo2O4獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生了非常高

3、的比電容，在1 A g-1時(shí)的比電容達(dá)到1274.3 F g-1，當(dāng)電流密度增加到20 A g-1時(shí)比電容為1010.9 F g-1，表明具有高倍率特性。
　　采用石墨烯做負(fù)極材料，NiCo2O4做正極材料，組裝了Graphene//NiCo2O4非對(duì)稱結(jié)構(gòu)超級(jí)電容器。非對(duì)稱結(jié)構(gòu)超級(jí)電容器將石墨烯負(fù)極材料（功率源）較寬的電位窗口與 NiCo2O4正極材料（能量源）的高比電容結(jié)合起來(lái)。結(jié)果表明，非對(duì)稱超級(jí)電容器器件的電位窗口可以達(dá)到