日漸嚴(yán)重的能源危機(jī)使得人們對高效率儲(chǔ)能器件產(chǎn)生極大的興趣。超級(jí)電容器是一種新型儲(chǔ)能設(shè)備,具有電池高能量密度特點(diǎn)的同時(shí)又兼顧傳統(tǒng)電容器容量大、功率密度高、使用壽命長、快速充放電的優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容器已經(jīng)在軍事、航空航天、混合動(dòng)力電車等領(lǐng)域有了一定的應(yīng)用,但探索更高性能的超級(jí)電容器仍是研究人員需要不懈努力的。本文基于氧化石墨烯(GO)材料,通過石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)和類彈簧狀的螺旋碳納米管(HCNTs)修飾,減少GO的聚集和堆疊,以增大電極比表面,縮短離子運(yùn)輸通道。利用溶液自組裝法制備無粘結(jié)劑的電極材料,具有較小的內(nèi)阻。并采用新穎的光化學(xué)還原法,在氨氣(NH₃)氛圍下對電極材料進(jìn)行光照還原,同時(shí)實(shí)現(xiàn)高氮摻雜。具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分:(1)將GO和GQDs按不同配比制備混合溶液,涂覆到泡沫鎳集流體上,用抗壞血酸還原后組裝成對稱的兩電極超級(jí)電容器,在KOH電解液中測試其電化學(xué)性能。GQDs的修飾有效的減少了GO的堆疊,產(chǎn)生額外的微孔,增大電極比表面積的同時(shí)縮短離子運(yùn)輸通道,使超級(jí)電容器質(zhì)量比電容達(dá)到296 F g^-1。(2)用GO做粘結(jié)劑、GQDs做...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1不同儲(chǔ)能器件的拉貢圖[5]

桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文1第1章緒論1.1研究背景與意義社會(huì)的快速發(fā)展使得人們對能源存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)換的要求越來越高，傳統(tǒng)的不可再生的能源難以滿足發(fā)展的需求，而且石油、煤炭、天然氣等化石能源的開發(fā)對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，能源危機(jī)迫在眉睫[1-2]。所以，對世界經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展來說，綠色環(huán)....

圖1.2超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)示意圖[12]

蓯故??┰詰繾�、�?锎?瀉湍芰看媧?轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用具有很大的前景。由于石墨烯具有高理論比表面積（2630m2g-1）和電子導(dǎo)電性，它的重要應(yīng)用之一是用作超級(jí)電容器的電極材料。然而，在片層之間的范德瓦爾斯作用會(huì)導(dǎo)致石墨烯聚集在一起，堆疊的石墨烯會(huì)降低表面積，嚴(yán)重影響電化學(xué)性能。近年來....

圖1.3帶正電荷電極表面雙電層模型[16]：（a）Helmholtz模型；（b）Gouy-Chapman模型；（c）Stern模型

桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4模型，如圖1.3（b）。然而很快人們就認(rèn)識(shí)到，因?yàn)殡娙葜蹬c電荷分開距離成反比，而模型中的點(diǎn)電荷非常貼近電極表面，這種情況下電容值會(huì)非常大，即Gouy-Chapman模型會(huì)對電容估算過高。1924年，Stern結(jié)合了Helmholtz模型與Gouy-Cha....

圖3.1rGO/GQDs電極制備過程

桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文22水反復(fù)清洗直到pH為7左右。4、向洗滌得到的氧化石墨中加入4000ml去離子水，在超聲清洗機(jī)中清洗2小時(shí)，使氧化石墨均勻分散；最后將分散液轉(zhuǎn)移到真空冷凍干燥機(jī)中，對分散液進(jìn)行冷凍干燥后既得所需蓬松氧化石墨烯（GO）。3.2.2石墨烯量子點(diǎn)的制備對于石墨....

本文編號(hào)：3913308