【摘要】：超級電容器具有能量密度大、充放電過程快、循環(huán)次數(shù)多、及使用溫度的范圍寬等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此被廣泛應(yīng)用于電子裝置、移動電源、電動汽車等領(lǐng)域。電極材料是超級電容器的重要組成部分,因此對超級電容器的性能具有較大的影響,開發(fā)性能優(yōu)異的電極材料成為目前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本篇文章為了克服聚吡咯材料的缺點(diǎn),將聚吡咯與氧化石墨烯進(jìn)行復(fù)合,從而來改善聚吡咯的電化學(xué)性能,與此同時也提升了氧化石墨烯的比電容。研究內(nèi)容如下:(1)本文首先制備了聚吡咯納米顆粒和納米管。采用傅里葉紅外光譜儀、XRD以及SEM等物理表征方法對管狀PPy與顆粒狀PPy材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征,表征結(jié)果顯示顆粒狀PPy具有團(tuán)簇的菜花瘤狀顆粒結(jié)構(gòu),而管狀PPy具有十分明顯的空心管狀結(jié)構(gòu)。通過電化學(xué)工作站在雙電極體系下測試了顆粒狀PPy電極以及管狀PPy電極的循環(huán)伏安,恒流充放電以及阻抗等電化學(xué)性能特征。對比分析發(fā)現(xiàn)管狀聚吡咯比容量明顯高于顆粒狀聚吡咯,可達(dá)到178.6 F·g~(-1)。而顆粒狀聚吡咯的比電容值為132 F·g~(-1)。(2)通過水熱法將石墨烯與聚吡咯納米管進(jìn)行復(fù)合,制備了聚吡咯/石墨烯復(fù)合材料,通過電化學(xué)性能研究對聚吡咯與石墨烯的比例進(jìn)行了優(yōu)化。采用傅里葉紅外光譜儀、掃描電子顯微鏡以及透射電子顯微鏡等物理手段表征材料的形貌與結(jié)構(gòu)。對材料的循環(huán)伏安、恒流充放電、交流阻抗以及比電容值的性能進(jìn)行分析。測試結(jié)果顯示,在0.2 A·g~(-1)時,比例為5:1、15:1、20:1、純石墨烯以及純聚吡咯的比電容值分別為224 F·g~(-1)、196.4 F·g~(-1)、187 F·g~(-1)、184.3 F·g~(-1)以及178.6 F·g~(-1)。而最佳石墨烯/管狀聚吡咯復(fù)合材料的比例為8:1,在0.2 A·g~(-1)電流密度下比電容值可以達(dá)到502 F·g~(-1)。其比電容的量較其他比例的復(fù)合材料及純聚吡咯和純石墨烯材料都有大幅度提升。
【圖文】：

分為固態(tài)和液態(tài)兩種[17-18]。器之所以能夠提供較強(qiáng)的電流和較長的待機(jī)時間，和其內(nèi)部主直接的關(guān)系。超級電容主要構(gòu)成因素由集流體，電極材料等。電容器中發(fā)揮著重要的功能，主要作用為匯集電流，連接正負(fù)的電阻大小和對外通電等。想要讓超級電容器發(fā)揮至關(guān)重要的需要著重注意，材料選擇大多由活性物質(zhì)，它通常具有高比表學(xué)穩(wěn)定性[19]。源領(lǐng)域，各國都在努力進(jìn)行新興環(huán)保資源的開發(fā)使用，對于超占據(jù)主要地位，且研究處于領(lǐng)先。其中美國，日本，俄羅斯等究都處于領(lǐng)先地位占據(jù)世界前列[20]。隨著中國經(jīng)濟(jì)的不斷向前力度不斷增強(qiáng)，超級電容器行業(yè)研究取得了穩(wěn)步發(fā)展，國內(nèi)多的研發(fā)使用，企業(yè)在該方面的研究取得較大成就的是錦州凱美起，中國電子消費(fèi)領(lǐng)域不斷拓展。照目前這種形式來看，中國內(nèi)保持一個穩(wěn)步的上升速度，且平均速度要達(dá)到世界的一半以

能夠任意進(jìn)行彎曲或者拉直，內(nèi)部不僅具，化學(xué)性質(zhì)和石墨相似，都可進(jìn)行原子和分子的吸夠讓其在多個領(lǐng)域獲得使用。當(dāng)前獲取石墨烯的有向附生法等[24-28]。從以上能論述來看，石墨烯具有很好的應(yīng)用，，且應(yīng)用前景廣闊。石墨烯是迄今為止有這些優(yōu)勢，自問世以來，它的性質(zhì)就廣受研究學(xué)，最堅硬的碳材料，具有非常好的熱導(dǎo)率和極好的大，對氣體有一定的不可滲透性，且其也具有較好，石墨烯相較于其它種類的碳材料包括一維碳納米此石墨烯在電子工業(yè)、納米材料、電池、超級電容分廣泛的前景。身所研究的方法，可有效進(jìn)行石墨烯材料得提取。可達(dá)到很高的數(shù)值。
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB332;TM53

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本文編號：2622995