超級(jí)電容器的碳基電極材料研究.pdf

1、本論文重點(diǎn)研究了不同還原方法制備的石墨烯在超級(jí)電容器電極方面的特點(diǎn)和潛力，力圖尋找一種環(huán)保、高效、低成本和高性能的石墨烯電極制備方法，作為對(duì)比還研究了活性炭材料、碳納米管電極的電化學(xué)性能。
　　活性炭研究方面，分別選用了核桃殼和成都本地?zé)o煙煤作為前驅(qū)體制備活性炭。通過測(cè)試表明：核桃殼和成都本地?zé)o煙煤都是非常適合制備活性炭，兩種材料制備的活性碳都有優(yōu)異電化學(xué)性能，其中核桃殼基活性炭，在5.5mol/LKOH溶液中，掃描速率10mV/

2、s時(shí)，比電容為298F/g；電流密度1A/g時(shí)，比電容為338F/g；是一種較理想的超級(jí)電容器電極材料。
　　碳納米管研究方面，分別選用了丙酮和乙炔作為前驅(qū)體，采用熱CVD法在鎳網(wǎng)上直接生長(zhǎng)了不同形貌碳納米管，并作為超級(jí)電容的電極進(jìn)行了研究測(cè)試；結(jié)果表明：乙炔作為前驅(qū)體時(shí)，制備碳納米管電極的電化學(xué)性能明顯好于丙酮的，在電流密度1A/g時(shí)，比電容為118F/g；這與期望值還有一定差距，主要原因在于碳納米管的每根管之間是不連通的，內(nèi)部

3、空間無法利用，電解液只能在外壁表面形成雙電層，導(dǎo)致有效比表面積偏小，比電容不大。
　　石墨烯研究方面，用Hummers法和氧化石墨制備的改進(jìn)法分別制備了含有豐富官能團(tuán)的氧化石墨，并采用水合肼還原、快速熱還原和微波膨脹的方法得到了不同形貌的石墨烯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：水合肼還原過程中，石墨烯很易團(tuán)聚，不適合用作超級(jí)電容器的電極材料；快速熱還原制備的石墨烯電極，在電化學(xué)測(cè)試中，表現(xiàn)出贗電容的性質(zhì)，這是不希望的，穩(wěn)定性還有待提高；而微波膨脹法