超級電容器具有高功率密度、長循環(huán)壽命、使用安全性高等優(yōu)點(diǎn),作為儲能設(shè)備具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＪ?一種獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)碳材料,具有許多非凡的物理和化學(xué)性質(zhì):高載體流動性,高光學(xué)透射率,高楊氏模量,良好的柔韌性,極高的比表面積等,與超級電容器對電極材料的要求十分符合。通過水熱法制備的石墨烯水凝膠具有高導(dǎo)電性和高機(jī)械強(qiáng)度等特點(diǎn),但是其能量密度與電池等材料還存在一定差距。本文以石墨烯水凝膠為基礎(chǔ),從改變石墨烯水熱制備條件和引入雜化原子以及贗電容來提升材料的比電容兩方面著手展開研究:1、利用水熱法成功制備了不同濃度的石墨烯水凝膠:(1)通過改變起始氧化石墨(GO)的濃度,石墨烯凝膠的微觀結(jié)構(gòu)和孔徑分布發(fā)生明顯改變,在3 mgml-1的濃度下,可以得到具有最佳比電容樣品,比表面積達(dá)到2110m2g-1,在0.5A g-1的電流密度的比電容為297Fg-1。10000次循環(huán)以后,樣品仍舊能夠保持93.4%的起始比電容;(2)改變制備電極片時的壓片壓力,可以得到具有更加優(yōu)異電化學(xué)性能的電極片。壓力的變化可以使其由原來的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變?yōu)榍语灲Y(jié)構(gòu),從而改變材料內(nèi)部孔結(jié)構(gòu),使得材料本身的電化學(xué)性能得到...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器簡介
        1.2.1 超級電容器基本結(jié)構(gòu)
        1.2.2 超級電容器儲能機(jī)理
    1.3 電極材料研究進(jìn)展
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 過渡金屬氧化物
        1.3.3 導(dǎo)電聚合物
    1.4 石墨烯材料
        1.4.1 石墨烯材料制備方法
        1.4.2 水熱法制備石墨烯材料
    1.5 本文研究思路及內(nèi)容
第二章 石墨烯水凝膠的制備及性能研究
    2.1 引言
    2.2 石墨烯水凝膠的制備以及表征
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.2 材料表征
    2.3 結(jié)果與討論
    2.4 本章小結(jié)
第三章 多元摻雜石墨烯水凝膠的制備及性能探究
    3.1 引言
    3.2 多元石墨烯水凝膠的制備以及表征
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.2 材料表征
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 石墨烯@Co₃O₄復(fù)合材料的制備及性能探究
    4.1 引言
    4.2 石墨烯@Co₃O₄復(fù)合材料的制備以及表征
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.2 材料表征
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3825160