基于石墨烯的床墊狀碳紙的制備及其在超級電容器中的應(yīng)用.pdf

1、超級電容器是高功率儲能設(shè)備，通過雙電層及氧化還原反應(yīng)在電極上存儲電荷。超級電容器作為一種新型儲能器件，因其充放電速度快、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好優(yōu)點而具有廣闊的應(yīng)用前景。高性能電極材料的制備一直是超級電容器的研究核心，研究人員為了提高設(shè)備性能而設(shè)計的有效方法中包括開發(fā)出高效柔性的電極材料。在提高超級電容器能量和功率密度的前提下，尋求一種簡單且低成本的方法來制備具有高利用率和經(jīng)濟(jì)效益的自支撐電極是非常迫切的。
　　石墨烯獨特的結(jié)構(gòu)提供優(yōu)

2、越的機(jī)械性能，電化學(xué)性能以及高的比表面積等，使其在柔性電子器件及能源等領(lǐng)域中發(fā)揮重大的作用。本文中電極的下層石墨烯紙和上層石墨烯薄膜通過熱沉積方法制備，具有良好導(dǎo)電性能的活性夾層通過簡單的火焰法合成。在自支撐電極制備的整個過程中沒有添加任何的導(dǎo)電劑和粘合劑，最后對床墊狀自支撐電極的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行了分析與討論。
　　本文的具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過手動剝落無導(dǎo)電劑和無粘結(jié)劑的自支撐電極，并對其電化學(xué)性能進(jìn)行分

3、析。該電極中夾層的特殊螺旋狀納米碳與無序的納米碳化物相比具有高導(dǎo)電性、電化學(xué)活性和機(jī)械魯棒性，由于自身的高結(jié)晶度，大表面積和優(yōu)越的彈性等。因此，將電極用于超級電容器使用時的面積比電容可達(dá)到1.07F cm-2，1000次循環(huán)之后的電容保持率為93.02％?；谠撾姌O組裝的對稱超級電容器，在彎曲120°時的電容保持率為81.22％。
　　(2)通過火焰合成層狀堆疊鑲嵌螺旋狀納米碳夾層，而且自然晾干后的床墊狀碳紙會自脫落形成自支撐。自

4、脫落的自支撐相比手動脫落可以保證電極本身的完整性，減少損傷和破壞。前驅(qū)溶液中Na2MoO4試劑加入沒有影響螺旋狀納米碳生成，而且螺旋狀納米碳很好的鑲嵌在層狀結(jié)構(gòu)中。我們將自脫落的自支撐電極用于超級電容器，電化學(xué)測試時表現(xiàn)出很好的電化學(xué)性能和機(jī)械魯棒性等。該電極的面積比電容高達(dá)1.45F cm-2，在1000次循環(huán)之后的電容保持率為98.33％，表明電極具有優(yōu)秀的循環(huán)穩(wěn)定性?；谠撾姌O組裝的對稱超級電容器，在彎曲120°時的電容保持率高達(dá)