文档介绍：摘要/,,是一种新型储能元件,具有比普通电容器更高的比能量,比电池更大的比功率,且具有循环寿命长,使用温度范围宽、安全性高等特点。近年来在信息、通讯、航天、航空和国防等领域广泛应用。电极材料作为决定超级电容器性能的关键因素,是目前超级电容器的研究热点。目前碳材料、金属氧化物和导电聚合物是用于超级电容器的主要材料。石墨烯是一种由单层碳原子组成的新型的碳材料。由于具有特殊的纳米结构以及优异的性能,石墨烯在电子、催化、光学、传感器、二次电池、超级电容器等诸多领域显示了巨大的应用潜能。利用单原子层的石墨烯纳米片作为基质,在其表面负载纳米功能颗粒制备复合纳米材料用做与光电子和能量存贮设备是目前有关石墨烯研究的一个重要方向。本论文中,首先利用改进的ㄖ票秆趸缓笥闷咸烟亲龌原剂制备石墨烯,再利用这些具有良好分散性的石墨烯为基质材料,通过原位生长,原位聚合等方法制备石墨烯复合材料用于超级电容器电极,并研究了复合材料结构特征和电化学性能。主要内容如下:采用一种绿色简易的合成方法制备了石墨烯/氧化锌/复合物用于超级电容器电极材料。首先用葡萄糖代替传统的高毒性的水合肼作为还原剂,将制备的氧化石墨还原为石墨烯。用该法制备的石墨烯在水溶液里有很好的分散性。然后用这种具有良在石墨烯的表面阻止了石墨烯的团聚。通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电分析复合电极材料的电化学性能,,最大功率密度为以石墨烯为基体材料采用水热法制备了石墨烯/镍铝水滑石/瓺春衔镉糜超级电容器电极材料。扫描电镜和透射电镜结果表明六方形水滑石片均匀的附着在石墨烯的表面。在/,经过次循环后比电容增加了.%,窝泛蟊鹊缛萑晕3跏容量的.%。通过原位聚合反应制备了用于超级电容器电极的石墨烯/聚苯胺/春喜料。通过扫描电镜和透射电镜可以看出笥业木郾桨纺擅自财粱阶旁谑的表面。这些附着的聚苯胺纳米片一方面阻止了石墨烯的团聚,一方面提高了复合材料的比电容,同时基体材料石墨烯与聚苯胺协同作用提高了复合材料的电化学性能,该复石墨烯复合材料用于超级电容器屯极材料的性能研究好分散性的石墨烯作为基质,通过原位生长法制备痁复合物。氧化锌颗粒沉积痝,且
痝,循环寿命良好。关键词:超级电容器;石墨烯;复合物电极;电化学性能合材料的最大比电容为哈尔滨工程大学硕士学位论文
/,.石墨烯复合材料用于超级电容器电极材料的性能研究//甒,瑃琫,.瑃琤瑆,,琧,琫琭,,,瓼琫猚,猚,.,瑆.,甌,甊琽.—,...,痁..甊—
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第滦髀引言能源是世纪最重要的话题之一,随着化石能源的逐渐耗尽,以及燃烧化石能源所产生的环境污染的加剧,人们希望能找到一种清洁的,可再生的能源来代替化石能源以满足人类社会和经济发展的需求H死嗫衫玫男履茉窗ㄌ裟埽毕埽缒埽地热等,充分利用这些自然能源对人类社会的可持续发展有着十分重要的意义。但是,由于自然能源具有不连续性,需要相应的能量存储装置来实现对这些能源的利用。因此,能量存储作为一种多功能、清洁、高效使用能量的中间步骤,受到了众多研究者的关注。化学电源是一种可以将化学能直接转化为电能的能量存贮装置,,已经经历了一百多年的发展历史。目前,化学电源在经济、科技、军事和日常生活等方面都有广泛的应用。其中电池是最常见的储能设备,具有较高的能量密度。但是电池的功率密度低。在大脉冲电流充放电的过程中会引起电池内部的发热升温,从而降低了电池的使用寿命。超级电容器,又叫电化学电容器,其性能介于传统电容器与电池之间,是一种新型的储能元件。超级电容器存储电荷的能力要比传统电容器高,且充放电速度快、效率高、工作温度范围宽、循环寿命长、安全性高、对环境无污染】。近年来被广泛应用于信息、通讯、航空、航天以及国防等领域,显示出了前所未有的应用前景。特别是在电动汽车上,能够在电动车辆的启动、加速、爬坡等阶段提供辅助动力,刹车时快速储存发电机产生的能量。如果将电池与超级电容器联合使用,可以提高能量密度和功率密度,一方面可以减小电源的体积,一方面也延长了电池寿命,同时也提高了能源的利用效率,降低了运行成本。因此,世界各国特别是西方发达国家对超级电容器进行了广泛的研究开发。如美国、俄罗斯和日本等,不但在研发和生产方面走在前列,同时还建立起了专门的管理机构纾好拦腢,俄罗斯的和日本的,由国家制定发展计划,投入大量的人力和物力积极推进。目前,俄罗斯在超级电容器整体技术方面,走在世界前面,产品已经商业化生产。在日本制定的“新阳光计划”中,超级电容器也被列为核