新型超级电容器石墨烯电极材料的研究

【摘要】：超级电容器又称电化学电容器,它同时兼有常规物理电容器功率密度大及二次电池能量密度高的优点,此外还具有对环境无污染、效率高、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点,是一种具有广泛应用前景的储能器件。将超级电容器用于可再生能源分布式电网中可以有效的提高电网的稳定性,在电力充足时将电力储存起来,而在电力供应不足时回馈给电网,保证电网负载始终是均衡的。单独运行时,超级电容器可作为太阳能或风能发电装置的辅助电源,可将发电装置所产生的能量以较快的速度储存起来,并按照设计要求释放。目前,限制超级电容器应用的一个重要技术问题就是超级电容器的成本较高、能量密度过低,特别是在高功率、大电流工作时的能量密度通常迅速衰减,很难满足储能器件和电动汽车等对超级电容器高能量/高功率密度的迫切需求。而研究和开发高能量密度、高导电性、高稳定性和低成本的新型纳米电极材料尤为关键。石墨烯(graphene)作为碳材料中的一种,它是由单层石墨片组成,自2004年问世以来,已经在全世界掀起一股研究的热潮。在此,我们针对石墨烯材料的特点,开展了石墨烯制备、复合掺杂等一系列研究工作。并将石墨烯材料及其复合材料应用于超级电容器领域,利用其非常大的比表面积和高的导电率,以及原料普遍可得,有望获得一种价格低廉、性能优越的下一代高性能的超级电容器电极材料。