提高超級電容器電極材料的比容量是解決超級電容器能量密度低最主要的方法。而石墨烯材料具有超大比表面積、良好的熱和化學穩(wěn)定性是用作大理論比容量和長循環(huán)壽命理想的超級電容器電極材料。但由于石墨烯在制備過程中易發(fā)生團聚現(xiàn)象使得其實際的比容量較低。因此,本文將其與具有贗電容特性的金屬氧化物材料進行復合,改善石墨烯的團聚現(xiàn)象,進而提高石墨烯基超級電容器電極材料的電化學性能。本文以氧化石墨烯和高錳酸鉀溶液為原料,采用簡單的一步水熱法在泡沫鎳基底上制備出具有的開放式花狀且相互交疊的多孔石墨烯/MnO₂復合物顆粒。表征結(jié)果表明:MnO₂與石墨烯并不僅僅是簡單的包覆,而且在反應過程中形成了C-Mn鍵以鍵合的方式連接在一起。將復合物材料進行高溫退火處理后,相比于未退火的復合材料和純MnO₂材料具有最優(yōu)異的比容量性能。在6 mol/L氫氧化鉀電解液中,10 A/g電流密度下高達347 F/g,是未進行高溫退火處理石墨烯/MnO₂復合材料的2.38倍并且具有良好的循環(huán)壽命。為進一步探究石墨烯復合材料的儲能特性,本文采用水熱法... 

【文章來源】：重慶郵電大學重慶市

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)氧化石墨烯的具體結(jié)構(gòu)；(b)石墨烯的具體結(jié)構(gòu)

學測試所有電化學測試均采用 Pt 片作為對電極，Ag/AgCl 為參為工作電極。粉末樣品均以粉末樣品：乙炔黑：PVDF 為液涂布于碳布上進行電化學測試。學阻抗測試(EIS)電化學阻抗測試均在 10-2～105Hz。如圖 2.1 所示為硫摻譜，橫軸代表復數(shù)阻抗的實部，縱軸為復數(shù)阻抗的虛部小。如圖高頻部分曲線與 X 軸的第一個交點為等效串聯(lián)荷轉(zhuǎn)移電阻，低頻區(qū)的直線對應擴散電阻，理想的擴散的直線。

圖 2.2 (a)雙電層電容特性材料循環(huán)伏安曲線; (b)贗電容特性材料循環(huán)伏安曲線(2) 如圖 2.2(b)所示的 CV 曲線中有明顯的氧化還原峰，說明該電極發(fā)生了氧化還原反應，且通過氧化還原峰的位置及電流峰的峰值可以判定電極的可逆程度及反應速率。當峰值電勢差 不隨掃描速率的變化而變化且在 25℃時等于公式(2.1)則為可逆電極過程；若 大于公式(2.2)所示值且 隨著掃描速率的增大而增大則為準可逆體系；在相同掃描速率下 越大，反應的可逆程度就越小[75]。= (2.1)式中， ——還原峰峰值——氧化峰峰值(2.2)式中， ——電極反應得失電子數(shù)(3) 若反應物來源于溶液，則在掃描速率慢的時候溶液中的反應物來得及更多

【參考文獻】：
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本文編號：3387228