石墨烯基復(fù)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(xué)者們的廣泛關(guān)注。石墨烯水凝膠具有團(tuán)聚度小、自支撐性、不用粘合劑、三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)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(fù)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(fù)合水凝膠。石墨烯水凝膠擁的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為

2、電解液的進(jìn)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(dǎo)率，并且增加了復(fù)合物的比電容。所得產(chǎn)物的電容量可以達(dá)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(dá)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(yīng)用價值。
　　石墨烯/二氧化釩復(fù)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(luò)結(jié)構(gòu)的存在降低了復(fù)合材料的電阻，同時二氧化釩的存在增加了復(fù)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(fù)合水凝膠具有較大的比容量，其最大電容量可以達(dá)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(fù)合物水凝膠擁有較高的能量密度，可以達(dá)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(fù)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(xué)浴（Chemical 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(luò)結(jié)構(gòu)為電極反應(yīng)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(tuán)聚現(xiàn)象，同時為電解液離子的傳輸提供了通道，降低了復(fù)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(fù)合水凝膠的比