石墨烯-二氧化鈦復(fù)合材料超級(jí)電容器的性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器具有高電容量、高功率密度、使用壽命長(zhǎng)、工作溫度限制低等良好的電化學(xué)性能，是一種高效、穩(wěn)定且環(huán)保的儲(chǔ)能設(shè)備。超級(jí)電容器的電化學(xué)性能取決于其電極材料的性能。碳系材料導(dǎo)電性好、價(jià)格較低、制備工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單，電化學(xué)穩(wěn)定性高，但是其容量較低，貴金屬氧化物如氧化釕價(jià)格高昂、制備復(fù)雜、但其比電容高，因此替代金屬也隨之出現(xiàn)如氧化鈦、氧化錳、氧化鈷等。石墨烯無(wú)疑是碳系材料中的佼佼者，其高比表面積，高導(dǎo)電性正是超級(jí)電容器所需要的，而金屬鈦?zhàn)匀唤鐑?chǔ)

2、備豐富，氧化鈦?zhàn)鳛榘雽?dǎo)體材料應(yīng)用于超級(jí)電容器也能得到良好的電容量，如果將石墨烯和氧化鈦材料進(jìn)行復(fù)合，制備成新的石墨烯/二氧化鈦復(fù)合材料，用于超級(jí)電容器將得到良好的電化學(xué)性能。
　　本論文通過(guò)共沉淀的方法，在常溫下成功制備了具有不同形貌的微納米TiO2前驅(qū)體。以350℃、450℃、550℃進(jìn)行焙燒，利用Hummers改良法在制備石墨烯的過(guò)程中成功負(fù)載二氧化鈦前驅(qū)體，利用二氧化鈦插層進(jìn)入石墨烯片層中，解決其團(tuán)聚現(xiàn)象，采用石墨烯與前驅(qū)體

3、不同配比制備復(fù)合材料。利用掃描電鏡和X射線衍射法對(duì)材料的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行物理表征，以KOH作為電解液，組裝成超級(jí)電容器后對(duì)其進(jìn)行循環(huán)伏安測(cè)試、恒流充放電測(cè)試、交流阻抗測(cè)試、循環(huán)壽命測(cè)試，對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行表征。
　　研究結(jié)果表明，未經(jīng)過(guò)煅燒的二氧化鈦前驅(qū)體與石墨烯復(fù)合，隨二氧化鈦前驅(qū)體含量的增加，復(fù)合材料微納米粒子體積先減小后增大，當(dāng)比例為1∶1時(shí)，以0.5A·g-1電流密度進(jìn)行測(cè)試，其電化學(xué)性能較好，測(cè)得其比容量為115.56F·