超級(jí)電容器,是一種新型的儲(chǔ)能元器件,其基本工作原理和性能區(qū)別于傳統(tǒng)電容器,具有高功率和長(zhǎng)壽命等諸多優(yōu)點(diǎn),是近年來(lái)儲(chǔ)能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。根據(jù)雙電層理論,比表面積越大,碳材料的比電容就越大。理論上,清潔石墨的面積比電容為20μF·cm-2,以石墨烯為例,其理論質(zhì)量比容量可高達(dá)550 F·g-1。但是,石墨烯在還原或者熱解是時(shí)候,由于含氧官能團(tuán)的減少,石墨烯片層之間容易因π-π作用而出現(xiàn)團(tuán)聚和堆積,大大降低了有效比表面積,水系電解液中所測(cè)得的比電容一般低于300 F·g-1,遠(yuǎn)低于理論值。本論文通過(guò)將石墨烯與納米碳材料進(jìn)行復(fù)合,以改善其電化學(xué)性能。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)采用浸入還原法制備了石墨烯/碳納米管紙自支撐復(fù)合材料,石墨烯片層均勻的附著在碳納米管紙的表面,有效地緩解了石墨烯薄膜在還原過(guò)程的團(tuán)聚和堆垛,形成GN/CNTP多孔的結(jié)構(gòu)。電化學(xué)測(cè)試表明,GN/CNTP復(fù)合材料具有較高的面積比電容,電流密度在3.2 m A·cm-2時(shí),其面積比電容值為18.1 m F·cm-2;此外復(fù)合材料還具有優(yōu)異的倍率特性和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。(2)通過(guò)將多孔碳納米纖維與石墨烯進(jìn)行自組裝,制備出了具有多級(jí)...

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級(jí)電容器簡(jiǎn)介
        1.2.1 超級(jí)電容器簡(jiǎn)介
        1.2.2 超級(jí)電容器的應(yīng)用
    1.3 超級(jí)電容器的分類和儲(chǔ)能機(jī)理
        1.3.1 超級(jí)電容器的分類
        1.3.2 超級(jí)電容器的儲(chǔ)能機(jī)理
    1.4 超級(jí)電容器電極材料的研究進(jìn)展
        1.4.1 碳材料的研究進(jìn)展
    1.5 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 碳納米管紙復(fù)合石墨烯自支撐電極材料的制備及其超電容性能
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 原料與試劑
        2.2.2 GN/CNTP復(fù)合材料的制備
        2.2.3 樣品的表征
        2.2.4 電化學(xué)測(cè)試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 GN/CNTP復(fù)合材料的物性表征
    2.4 小結(jié)
第三章多孔碳納米纖維復(fù)合石墨烯自支撐電極材料的制備及其超電容性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 原料與試劑
        3.2.2 CNF/GN自支撐復(fù)合材料的制備
        3.2.3 復(fù)合材料的物性表征
        3.2.4 電化學(xué)測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 物性表征
    3.4 小結(jié)
第四章 摻氮碳納米纖維復(fù)合石墨烯水凝膠電極材料的制備及其超電容特性
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 原料與試劑
        4.2.2 NCNF/GH復(fù)合材料的制備
        4.2.3 復(fù)合材料的物性表征
        4.2.4 電化學(xué)測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 物性表征
    4.4 小結(jié)
第五章 碳泡沫復(fù)合石墨烯自支撐電極材料的制備及其超電容特性
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 原料與試劑
        5.2.2 CF/GH材料的制備
        5.2.3 復(fù)合材料的物性表征
        5.2.4 電化學(xué)測(cè)試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 物性表征
    5.4 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)論文發(fā)表情況



本文編號(hào)：3874782