石墨烯基超级电容器电极材料

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基于氧化石墨烯的超级电容器的制备和应用研究

基于氧化石墨烯的超级电容器的制备和应用研究随着科技的进步，电子产品的需求在不断增长。

为了应对这一需求，电池和超级电容器的研究变得越来越重要。

超级电容器是一种新型的存储能量设备，与传统的电池相比，超级电容器拥有极高的能量密度、长寿命、快速充放电等优势。

因此，其在电子、交通、航空航天等领域有着广泛的应用前景。

而基于氧化石墨烯的超级电容器具有极大的发展潜力，以下将介绍其制备和应用研究的最新进展。

一、氧化石墨烯的制备氧化石墨烯是一种由单层碳原子构成的材料，化学式为C（O）OH。

氧化石墨烯的制备方法有多种，其中常用的方法包括化学氧化法、热氧化法、电化学氧化法等。

化学氧化法是目前较为常用的制备方法。

通常将石墨粉末与混合酸（硝酸和硫酸）混合，经过氧化反应后，用水洗涤和干燥即可。

热氧化法则通过将石墨粉末加热至高温下，通过氧化反应制备氧化石墨烯材料。

这种方法制备出的氧化石墨烯具有较高的热稳定性和晶体品质，但是制备难度较大，成本较高。

电化学氧化法则是通过电化学反应制备氧化石墨烯材料。

这种方法可以使石墨表面的氧化程度更加均匀，制备出的氧化石墨烯具有良好的电化学性能。

二、基于氧化石墨烯的超级电容器的研究进展基于氧化石墨烯的超级电容器研究起步较晚，但是得到了长足的发展。

氧化石墨烯的独特结构和性质使得基于其材料制备的超级电容器具有优异的性能，例如：高能量密度、高功率密度、长寿命等特点。

1. 氧化石墨烯/聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料氧化石墨烯/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PVB）复合材料是目前研究较为成熟的氧化石墨烯超级电容器材料。

这种材料的优点在于氧化石墨烯的导电性和PVB的柔软性、韧性结合在了一起，既能够提高超级电容器的能量密度，又能有效延长电容器的使用寿命。

2. 氧化石墨烯/多孔碳材料复合材料氧化石墨烯/多孔碳材料复合材料也是一种目前研究较为活跃的氧化石墨烯超级电容器材料。

通过将氧化石墨烯与多孔碳材料结合，能够有效提高超级电容器的能量密度和功率密度，并且提高超级电容器的使用寿命。

石墨烯电极

石墨烯电极
石墨烯电极是由单层碳原子紧密堆积在一个二维的蜂巢晶格内
形成的，是其他维度石墨材料的基本构成单元。

石墨烯电极具有高比表面积的导电、化学惰性，广泛地用于EDLCs（超级电容器）作为电极材料。

尽管EDLCs能够提供高功率密度，实现良好的充放电循环稳定性，但由于碳基材料相对较低的电容性能，EDLCs的能量密度通常较低。

相比之下，基于过渡金属氧化物和导电聚合物的赝电容电容器，可以提供更高的比电容，原因在于电荷通过快速可逆的法拉第反应储存在电极表面。

然而，大多数赝电容材料存在倍率性能较差、电导率较低的缺陷，因此，提高各种电极材料的电化学性能成为制备高性能超级电容器的关键。

如需了解更多石墨烯电极的相关知识，可以查阅材料科学领域的专业书籍或文献，以获取更全面的信息。

垂直石墨烯负极

垂直石墨烯负极是指使用垂直尺寸较小的石墨烯纳米片作为电池或超级电容器的负极材料。

石墨烯是由碳原子形成的单层二维晶体结构，具有出色的导电性、高表面积和优异的电化学性能。

垂直石墨烯负极材料能够提供更大的表面积，增加电化学反应的活性位点，从而提高电池或超级电容器的能量密度和功率密度。

垂直石墨烯负极通过纳米片的垂直方向堆积增加了材料的比表面积，并提供更多的反应位点，使得电荷储存和释放更加高效。

此外，垂直排列的石墨烯纳米片还能够提供更短的电子和离子传输路径，减少电极材料的电阻，提高充放电速率和循环稳定性。

垂直石墨烯负极材料在可再充电锂离子电池、钠离子电池和超级电容器等能源存储系统中具有潜在的应用前景。

然而，需要进一步的研究和开发，以克服材料制备、成本和大规模生产等方面的挑战，实现其商业化应用。

石墨烯基电极材料

石墨烯基电极材料
石墨烯基电极材料是一种以石墨烯为主要成分的电极材料，石墨烯是一种由单层碳原子以sp2杂化形式构成的二维碳材料，具有优异的电学、力学、热学和化学性能。

石墨烯基电极材料在能源、电子、环境等领域有着广泛的应用。

石墨烯基电极材料的主要类型有以下五种。

1.石墨烯粉末电极：石墨烯粉末具有良好的导电性和较大的比表面积，可以作为电极材料应用于超级电容器、锂离子电池等电化学储能设备。

2.石墨烯薄膜电极：石墨烯薄膜具有较高的机械强度和良好的柔韧性，可以用于制造柔性电极，适用于可穿戴电子设备和柔性电池。

3.石墨烯纳米带电极：石墨烯纳米带具有确定的维度和优异的电子传输性能，可以用于制造高性能的电化学传感器和晶体管。

4.石墨烯量子点电极：石墨烯量子点具有较小的尺寸和独特的量子效应，可以用于制造高性能的光电子器件和生物传感器。

5.石墨烯复合电极：石墨烯与其他材料（如金属氧化物、导电聚合物等）复合，可以制备出具有优异性能的复合电极材料，应用于超级电容器、锂离子电池等。

石墨烯基电极材料在能源领域具有广泛的应用前景，如超级电容器、锂离子电池、燃料电池等电化学储能设备，可以提高能源转换和存储的效率，减少能源消耗和环境污染。

此外，石墨烯基电极材料还具有较高的机械强度和良好的柔韧性，可以用于制造可穿戴电子设备和柔性电池，满足不断增长的智能化、便携化和柔性化需求。

超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究

超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究超级电容器作为一种能够存储大量电能的新型电池，其电化学性能和高功率性能在目前的电子器件中得到了广泛的应用。

而超级电容器的性能和稳定性主要受制于电极材料的选择和制备方法。

因此，超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究成为目前材料化学研究的热点和难点之一。

超级电容器的电极材料可以分为碳基材料及金属氧化物材料两种类别。

碳基材料可以通过炭化、氧化石墨或活性炭等方法制备得到。

其中，活性炭是一种常用的碳基电极材料，其呈三维独立孔结构，具有较大的比表面积，因此具有良好的电容性能和高倍率放电能力。

此外，石墨烯也是一种常用的碳基电极材料，其呈二维层状结构，具有超高的比表面积和优异的电导率，能够有效地提高超级电容器的电池性能和循环寿命。

而金属氧化物电极材料也是超级电容器电极材料的一种常见类型。

它们通常由过渡金属氧化物、贵金属氧化物、铁氧化物及锰氧化物等材料组成，其中，九氧化二铝和锰氧化物是比较常用的金属氧化物电极材料。

九氧化二铝具有较高的比电容和较好的热稳定性，可以在高温环境中工作。

但是，它的电化学稳定性较差，循环寿命较短。

锰氧化物是一种新型金属氧化物电极材料，其优异的电容性能和高倍率放电能力得到了广泛的研究和应用。

锰氧化物可以通过合成流程中的物理和化学方法制备得到，如水热法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。

在电极材料的制备过程中，其中的微观结构和形态也对电极材料的性能产生着很大的影响。

如锰氧化物的微观结构对超级电容器的电导率和电化学性能有重要的影响。

研究表明，锰氧化物的微观结构越完整，其电导率越高，因此能够更好地提高超级电容器的电容性能和稳定性。

除此之外，超级电容器电极材料的制备方法也是其电化学性能的重要影响因素之一。

传统的电极材料制备方法包括物理法、化学法和生物法。

而与此相比较，一些新型材料制备方法也在近年来得到了广泛的关注，如激光烧结法、电化学还原法、自组装法等。

这些新型制备方法可不仅可以提高材料的比表面积和孔结构的可控性，还能够制备出具有特殊形态结构的材料。

石墨烯超级电容

石墨烯超级电容
鉴于石墨烯的特殊物理性质，它被广泛应用于储能技术之中，特别是超级电容器技术，其中有许多受益于该技术的优势，给电子行业带来了诸多发展机遇。

石墨烯超级电容器技术拥有小体积、高电容、高电压、低损耗和低温度运行等优势，可用于替代锂离子电池，具有广阔的应用前景。

石墨烯超级电容器具有抗湿度和振动强度高的优势，而且能够轻松应对高温和低温环境，是一种非常有用的储能技术。

石墨烯的基本原理是通过锂离子分子在电极层之间的穿梭来进
行电容释放，从而实现超高储能效率，从而达到超高的电能存储容量。

石墨烯超级电容器由离子液体、碳极片、离子导体膜和外壳等构成，它们共同参与电极层之间的穿梭物质的电容释放，从而实现同样的储能效率，它的存储容量比锂离子电池高出数倍。

此外，石墨烯超级电容器也具有可持续性和安全性的优势，它不会对环境造成任何污染，而且其电容释放集中在电极层之间，不会发生火灾和爆炸危险。

这些特性使石墨烯超级电容器变得更加安全可靠。

现在，石墨烯超级电容器已经发展到可以在无人机、汽车、手机、电子设备、电子芯片等领域应用，它为这些领域提供了更安全、更可靠的储能技术，大大降低了成本。

石墨烯超级电容器技术日益成熟，将会在电子行业引发一场革命，成为电子行业今后可持续发展的重要技术支撑。

它能够满足行业对可靠性、安全性和可持续性的高要求，为行业的发展提供了有力支持。

总之，石墨烯超级电容器技术可以有效提高电子行业的安全性、可靠性和可持续性，将成为电子行业未来的战略性技术支撑和发展动力。

《2024年石墨烯的制备及在超级电容器中的应用》范文

《石墨烯的制备及在超级电容器中的应用》篇一一、引言随着科技的进步，纳米材料的应用已经引起了科学界的广泛关注。

在众多纳米材料中，石墨烯因其独特的物理、化学性质，特别是其超高的电导率和极大的比表面积，已成为近年来材料科学领域的研究热点。

本篇论文旨在深入探讨石墨烯的制备方法以及其在超级电容器中的应用。

二、石墨烯的制备石墨烯的制备方法多种多样，常见的包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等。

1. 机械剥离法：此方法主要是通过机械力将石墨薄片剥离成单层或多层石墨烯。

此法虽然可以制备出高质量的石墨烯，但生产效率较低，不适合大规模生产。

2. 化学气相沉积法：此法通过在高温条件下使气体中的碳原子在基底上沉积形成石墨烯。

此法可以制备大面积的石墨烯，但制备过程需要高温和特定的气体环境。

3. 氧化还原法：此法首先通过强酸等化学试剂将天然石墨氧化，形成氧化石墨（GO），然后通过还原GO得到石墨烯。

此法生产效率高，成本低，适合大规模生产。

三、石墨烯在超级电容器中的应用超级电容器是一种具有高能量密度和高功率密度的储能器件，而石墨烯因其独特的物理性质，使其成为超级电容器的理想材料。

1. 石墨烯的电化学性质：石墨烯具有超高的比表面积和良好的导电性，这使其在电化学反应中能够提供更多的活性位点，从而提高电容器的电容量。

2. 石墨烯在超级电容器中的应用：由于石墨烯的优异性能，其被广泛应用于超级电容器的电极材料。

在电极中，石墨烯不仅可以提供大量的电荷传输通道，还可以通过其大比表面积提供更多的电荷存储空间。

此外，石墨烯的优异导电性可以降低电极的内阻，从而提高电容器的充放电速率。

四、结论随着科技的发展，石墨烯的制备技术已经越来越成熟，其在超级电容器中的应用也越来越广泛。

未来，随着对石墨烯性能的深入研究以及制备技术的进一步优化，石墨烯在超级电容器以及其他领域的应用将更加广泛。

同时，我们也需要关注到石墨烯在实际应用中可能面临的问题和挑战，如成本、环境影响等，以期在未来的研究中找到更好的解决方案。

石墨烯在电池中的应用要求与电化学性能改善策略

石墨烯在电池中的应用要求与电化学性能改善策略石墨烯是一种二维的碳材料，具有极高的导电性、热导性和力学强度，因此被广泛研究用于电池领域。

石墨烯在电池中的应用主要集中在锂离子电池和超级电容器等领域。

本文将探讨石墨烯在电池中的应用要求，以及一些提高其电化学性能的策略。

石墨烯在电池中的应用要求主要包括高能量密度、高功率密度、长循环寿命和低成本等方面。

首先，高能量密度是电池的核心性能之一。

石墨烯具有高比表面积和优异的电导率，可以提供更多的储存空间和导电路径，从而提高电极的能量密度。

其次，高功率密度是实现快速充放电的关键。

石墨烯的高导电性和热导性可以提供更快的离子和电子传输速率，从而实现高功率密度的要求。

此外，长循环寿命是电池的可持续发展的关键因素。

石墨烯的高力学强度可以提高电极的结构稳定性，延长电池的寿命。

最后，低成本是实际应用的一个重要要求。

石墨烯的可制备性、稳定性和可扩展性都需要进一步改进，以降低成本并实现工业化生产。

为了改善石墨烯在电池中的电化学性能，可以采取以下策略。

首先，优化石墨烯的制备方法。

目前，石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法和化学还原法等。

通过改进制备方法，可以提高石墨烯的质量和制备效率。

其次，改变石墨烯的结构和形貌。

石墨烯可以通过氧化、还原、掺杂或功能化等方法进行修饰，以改变其表面性质和化学活性。

这些改变可以提高石墨烯在电池中的电化学性能。

第三，构建石墨烯复合材料。

将石墨烯与其他材料（如金属氧化物、碳纳米管等）进行复合，可以充分利用各材料的优点，实现协同效应，提高电池的性能。

第四，设计石墨烯基电极结构。

石墨烯的二维结构可以为电极提供更大的比表面积和更好的离子传输通道。

通过调控电极结构，可以实现更高的能量密度和功率密度。

最后，开发新型电解质和界面材料。

石墨烯和电解质、电极之间的界面是电池性能的关键因素。

开发更好的电解质和界面材料，可以改善电池的循环寿命和安全性能。

综上所述，石墨烯在电池中的应用要求高能量密度、高功率密度、长循环寿命和低成本。

基于石墨烯材料的柔性超级电容器研究_石吉磊

基于石墨烯材料的柔性超级电容器研究石吉磊，杜文城，殷雅侠，郭玉国*，万立骏*中国科学院化学研究所，北京，100190,*Email: ygguo@, wanlijun@随着电子科技的迅速发展，柔性电子器件正逐渐进入人们的生活。

柔性电子器件的实现需要柔性电源的驱动。

因此发展可弯曲，高性能的柔性储能器件变得尤为必要。

超级电容器作为新型的高性能电化学储能器件已经得到广泛研究和应用。

可弯曲甚至可折叠的柔性超级电容器正逐渐成为一个趋势。

石墨烯作为最新形态的碳单质，具有一系列优越的物理化学性能，以及易于制备柔性材料。

因此，石墨烯基材料成为制备柔性储能器件的理想材料。

我们通过简单的水热技术制备了一种3D有序的石墨烯基材料并用于构建柔性超级电容器器件[1]。

所制备的柔性超级电容器器件表现出高的比电容（220F g-1），优良的柔性以及循环稳定性。

弯曲状态下循环10000圈比电容保持率大于80%。

这一优良的电化学性能主要归因于其有序的3D结构有利于离子的快速传输。

此外，该材料的合成过程及柔性电极片的制备均简单、环境友好、具备普适性，不仅可以用于制备超级电容器电极材料也可应用于柔性锂离子电池等领域。

Fig. 1 (a) Nyquist plots of rGO and H-rGO, (b)H-rGO both normal and bending state Cyclic voltammograms at a scan rate of 200 mV s-1 (c), (d) Two H-rGO devices connected in series can power the digital temperature and humidity meter at both normal and bending state. (e) H-rGO 10,000 cycles at a scan rate of 200 mV s-1under bending state.关键词：石墨烯；柔性；超级电容器参考文献[1] Shi J. L.; Du W. C.; Yin Y. X.; Guo Y. G.; Wan L. J., J. Mater. Chem. A, 2014, DOI: 10.1039/C4TA01547A, in press.Graphene-based materials for flexible supercapacitor devices Ji-Lei Shi, Wen-Cheng Du , Ya-Xia Yin, Yu-Guo Guo* and Li-Jun Wan *Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190In our work, a facile hydrothermal reduction of self-assembled 3D graphene oxide (GO) is reported. Binder-free flexible supercapacitor is fabricated using the as-obtained 3D graphene, which exhibits high gravimetric capacitance (up to 220 F g–1) and excellent cycle stability with >80% capacitance retention over 10,000 cycles under bending state.。

石墨烯在能源存储中的应用

石墨烯在能源存储中的应用石墨烯作为一种新型的碳材料，具有独特的结构和优异的性能，在能源存储领域展现出巨大的应用潜力。

随着能源需求的不断增长和可再生能源的发展，石墨烯在电池、超级电容器和储氢等领域的应用备受关注。

本文将重点探讨石墨烯在能源存储中的应用现状和未来发展趋势。

一、石墨烯在锂离子电池中的应用锂离子电池作为目前最为成熟和广泛应用的电池技术之一，已经成为移动电子设备、电动汽车等领域的主要能源来源。

石墨烯作为锂离子电池的优秀电极材料，具有高导电性、高比表面积和优异的化学稳定性，能够显著提高电池的性能。

石墨烯可以作为锂离子电池的导电剂或包覆材料，有效提高电极的导电性和稳定性，延长电池的循环寿命和充放电性能。

此外，石墨烯基复合材料还可以增加电极材料的储锂容量，提高电池的能量密度和功率密度，从而推动电池技术的进一步发展。

二、石墨烯在超级电容器中的应用超级电容器作为一种高功率、高能量密度的储能装置，具有快速充放电速度、长循环寿命和良好的安全性能，被广泛应用于电力系统、电动汽车和可穿戴设备等领域。

石墨烯作为超级电容器的电极材料，具有优异的电导率、高比表面积和良好的化学稳定性，能够显著提高超级电容器的性能。

石墨烯基复合材料可以用于制备电极材料，提高电容器的电极表面积和电荷传输速率，从而增加电容器的储能密度和功率密度。

此外，石墨烯还可以用于制备导电添加剂，改善电解质的导电性能，提高超级电容器的整体性能表现。

三、石墨烯在储氢材料中的应用储氢技术作为一种清洁、高效的能源转换和储存技术，受到广泛关注。

石墨烯作为一种理想的储氢材料，具有高比表面积、优异的化学稳定性和可调控的孔隙结构，能够有效提高氢气的吸附和解吸性能。

石墨烯基复合材料可以与金属或金属化合物复合，形成高效的储氢材料，提高氢气的吸附容量和释放速率。

此外，石墨烯还可以用于制备催化剂，促进氢气的吸附和解吸反应，提高储氢材料的储氢性能。

石墨烯在储氢领域的应用有望推动氢能技术的发展，实现清洁能源的可持续利用。

石墨烯制成的超级电容器将取代电池

俄亥俄州代顿市Nanotek Instruments公司新研制的石墨烯超级电容器，单位质量可储存的能量相当于镍氢电池，打破了世界纪录，而且充电或放电只需要短短几分钟、甚至几秒钟，有望取代电池。

相关研究论文发表在Nano Letter上。

该超级电容器电极的制备采用了石墨烯，混合5%的超级P(一种乙炔黑，作用相当于导电添加剂)和10%的聚四氟乙烯(PTFE)结合剂。

研究人员把产生的悬浮液涂在集电器表面，把硬币大小的电容器安装在隔离箱里。

电解质-电极界面的制备，采用了“Celguard隔膜-3501”，而电解液是一种化学品，叫做EMIMBF4。

该公司对硬币大小超级电容器的测试表明，石墨烯电极的超级电容器的能量密度为85.6 Wh/kg，而镍氢电池和锂离子电池分别为40-100 Wh/kg和120 Wh/kg，这是有史以来基于碳纳米材料的双电层超级电容器所达到的最高值。

研究小组成员还包括来自Angstron材料研究所的科学家，他们正在努力工作以进一步提高超级电容器的能量密度。

电容器电极材料研制方面取得系列进展。

超级电容器是介于传统物理电容器和电池之间的一种新型储能器件，具有绿色环保、充电时间短、使用寿命长和工作温度范围宽等优点，其核心部件是性能优异的电极材料。

石墨烯片（GS），作为一种新型的碳材料，具有良好的导电性和大的比表面积，预计将其作为超级电容器的电极材料具有广阔的应用前景。

但是纯石墨烯表面缺少功能基团导致其很难与其它材料复合或在器件上进行组装，从而限制了其深入应用。

因此，对石墨烯表面进行化学修饰以便于获得各种功能复合材料是当前研究的一个热点。

图1：不同PANi含量的PSS-GS/PANi“纸”电极（左）和PSS-GS与PANi纳米纤维之间的静电吸附示意图（右）图2 ：PSS-GS与二氧化锰在基底上的层层自组装示意图固体润滑国家重点实验室研究人员利用化学修饰后的石墨烯（PSS-GS）与聚苯胺（PANi）纳米纤维之间的静电吸附作用，制备了PSS-GS/PANi 复合材料胶体溶液，然后抽虑成膜得到了柔性的PSS-GS/PANi复合“纸”电极材料。

基于石墨烯基复合材料的超级电容器研究现状

基于石墨烯基复合材料的超级电容器研究现状超级电容器是一种发展成本低、环境友好、能量密度高的新型绿色能源装置，具有充电时间短、放电速度快、使用寿命长、节约能源和绿色环保等优点，得到了科学界的一致追捧，而影响超级电容器最关键的因素就是电极材料的性能。

过渡金属氧化物如Mn02，ZnO，C0304和NiO等虽是较好的电极材料，但导电性能较差，会产生较大的内阻，使得在充放电过程中，容易导致电极材料结构的破坏而影响其充放电容量和循环性能。

将过渡金属负载到碳材料例如石墨烯上可以较好的解决这一难题，这方面研究国内外已有很多相关报道。

作为碳材料中重要的一员，石墨烯由于导电性能强、导热性好、质量轻、比表面积大而备受关注，在储能装置、电化学器件、功能性复合材料等方面都具有重要的应用。

将石墨烯应用到超级电容器上，改善了超级电容器的电容量和循环稳定性。

但石墨烯层与层之间的分子问作用力导致石墨烯容易团聚，从而降低了石墨烯的比表面积和比容量。

将过渡金属氧化物和石墨烯组装成复合材料，既能提高电极材料的导电性和充放电容量，又能增强其循环稳定性。

1过渡金属氧化物与石墨烯复合材料在超级电容器中的应用1．1二氧化锰／石墨烯在超级电容器的研究中，锰作为过渡元素较先受到关注。

虽然它资源比较丰富，且易获取，但电化学性能较弱，尤其是导电性能差阻碍了人们进一步研究的步伐。

通过与石墨烯的复合，能在一定程度上改善二氧化锰存在的问题，大幅度提高其比电容和循环性能。

Li等制备的石墨烯／Mn02复合纸电极具有无黏结剂、柔韧性好的特性，并发现其具有良好的循环稳定性，且在浓度为0．1 mol／L 的Na2SO4水溶液中，当电极的Mn02含量为24％，电流密度为O．5 A ／g时，该复合纸电极的比容量为256 F/g。

Wei等通过高锰酸钾还原成二氧化锰沉积在石墨烯表面制备出了二氧化锰／石墨烯复合材料，该复合材料在超级电容器性能测试中显示了较好的循环寿命，其电容为114 F／g。

上海绿态电子科技有限公司石墨烯超级电容器产品手册-GTCAP

上海绿态电子科技有限公司品质管理系统：工业标准ISO9001-20152020产品手册地址：上海市浦东新区张江高科碧波路5号，邮编201203电话：400-061-5118************手机：+86-158********Skype：greentech58QQ：361796650邮箱:*********************网址：Https://GT CAP®高端电容器供应商石墨烯超级电容器GTCAP设计和生产的石墨烯超级电容器和储能模组，具有能量密度大、功率大、寿命长、温度范围宽、自放电小等特点。

石墨烯超级电容器GTCAP®GTCAP 石墨烯超级电容器和其他储能产品对比：项目GTCAP 石墨烯超级电容器铅酸蓄电池锂电池工作温度范围-40℃~+70℃0℃~+45℃-25℃~+60℃循环寿命>50,000次300~500次1000~2000次能量密度75Wh/kg 40Wh/kg 150Wh/kg 功率密度500W/kg 150~400W/kg 315W/kg 维护免维护通常费用高通常费用高充电时长≤10分钟8~12小时6~8小时爆炸风险无无有燃烧风险无无有电极材料活性炭铅酸锂氧化物与碳材料电解液材料有机溶剂硫酸溶液有机溶剂蛛网图优势单体石墨烯超级电容器GT CAP®石墨烯超级电容器单体单体产品型号GTEG-2R7-153UN3566GTEG-2R7-903UT60138GTEG-2R7-104UT66161GTEG-2R7-154UT66161GTEG-2R7-164UT66161容量15000F/4.5Ah90000F/25Ah100000F/30Ah150000F/40Ah160000F/45Ah 最佳工作电压 2.7V~1.5V 2.7V~1.5V 2.7V~1.5V 2.7V~1.5V 2.7V~1.5V 储能10Wh58Wh69Wh92Wh103Wh 工作温度-40℃~+65℃-40℃~+65℃-40℃~+65℃-40℃~+65℃-40℃~+65℃最大充电电流10A150A180A240A270A循环寿命(100%DOD)30000次50000次50000次50000次50000次尺寸35*66mm60*138mm66*161mm66*161mm66*161mm净重120g800g1200g1250g1255gGT CAP®提供瞬时能量在-20℃放电能量≥70%x初始能量在-40℃放电能量≥53%x初始能量在-20℃充电能量≥92%x初始能量在-40℃充电能量≥68%x初始能量50000次循环寿命或>30年低ESR增强太阳能效率高免维护高可靠性50000次循环寿命或>30年性能良好免维护温度范围宽高可靠性安全GTCAP石墨烯超级电容器广泛应用于UPS、引擎冷启动、太阳能路灯、太阳能系统、电信基站、军用设备、汽车、AGV和叉车等。

基于石墨烯负极赝电容正极的超级电容器电极材料制备及性能研究

基于石墨烯负极赝电容正极的超级电容器电极材料制备及性能研究超级电容器的能量密度E与其比电容Cm成正比,而与其工作电压U的二次方成正比(E=1/2CmU2)。

因此,提高工作电压是提高超级电容器能量密度的有效途径。

利用储能电位范围不同的正、负极材料组装非对称型超级电容器,可有效提高工作电压,进而提高能量密度。

本文研究了氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)的水热还原,构建了三维分布还原氧化石墨烯(reduced Graphene Oxide, rGO),研究了Ni(OH)2纳米片阵列和NiO多孔纳米片阵列的制备。

利用X-射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)研究了GO的还原,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了产物形貌,利用X-射线衍射(XRD)研究了产物晶体结构。

利用循环伏安(CV)扫描、恒电流充放电、电化学交流阻抗(EIS)等技术研究了产物的超电容性能。

以rGO为负极、分别以Ni(OH)2纳米片阵列和NiO多孔纳米片阵列为正极,组装了非对称模拟超级电容器,并研究其性能。

首先将GO分散于具有三维结构的泡沫镍(NF)基底上,然后对其进行水热还原,制备分布于三维NF基底上的还原氧化石墨烯(NF/rGO)。

XPS和Raman光谱研究结果表明,水热还原可有效去除GO上的含氧官能团,并对其结构缺陷有一定的修复作用。

TEM和SEM观测结果表明,rGO形成很薄的片层,呈现出透明褶皱结构,NF/rGO上的rGO紧密附着于基底上形成三维分布,这有利于rGO与电解液充分接触而发挥储能性能。

NF/rGO的CV曲线具有双电层电极材料典型的矩形,其恒电流充电与放电曲线基本成线性、且相互对称。

在NF/rGO的交流阻抗波特图上,低频区的相位角接近-90°,表明其具有良好的超电容性能。

研究了水热反应温度、水热体系中GO浓度、水热反应次数及水热反应时间对产物性能的影响,发现在2 mg/ml的GO分散体系中,150℃下保温1h,水热还原1次制备的NF/rGO-2-150-1h-1超电容性能优异,其波特图上低频区相位角为-86.5°,充放电电流密度为0.5 A/g时的比电容为184.5 F/g。

超级电容器电极材料

超级电容器电极材料超级电容器是一种储能装置，它具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命和快速充放电等优点，因此在电子产品、新能源汽车、医疗设备等领域具有广泛的应用前景。

而超级电容器的性能很大程度上取决于电极材料的选择和设计。

本文将重点介绍超级电容器电极材料的研究进展和应用前景。

目前，超级电容器的电极材料主要包括活性碳、金属氧化物和导电聚合物等。

活性碳是一种常用的电极材料，具有较高的比表面积和良好的孔隙结构，能够提供丰富的储能空间。

金属氧化物电极材料具有较高的比电容和良好的电化学稳定性，如氧化铁、氧化钼等。

而导电聚合物电极材料具有良好的导电性和柔韧性，如聚咔唑、聚吡咯等。

这些电极材料各具特点，可以根据超级电容器的具体应用需求进行选择和设计。

近年来，石墨烯作为一种新型碳基材料，受到了广泛关注。

石墨烯具有高导电性、高比表面积和优良的机械性能，被认为是一种理想的超级电容器电极材料。

研究表明，采用石墨烯作为超级电容器电极材料，可以显著提高电容器的能量密度和功率密度，同时具有良好的循环寿命和快速充放电特性。

因此，石墨烯在超级电容器领域具有巨大的应用潜力。

除了石墨烯，碳纳米管也是一种备受关注的电极材料。

碳纳米管具有优异的导电性和机械性能，能够有效提高超级电容器的电化学性能。

研究表明，将碳纳米管与其他电极材料复合使用，可以显著提高超级电容器的性能，如提高比电容、降低内阻等。

因此，碳纳米管在超级电容器电极材料中也具有重要的应用前景。

此外，金属有机骨架材料（MOFs）和碳化硅等新型材料也被广泛研究用于超级电容器电极材料。

MOFs具有高孔隙度和可调控的结构，能够提供丰富的储能空间和优异的电化学性能。

碳化硅具有优异的导电性和化学稳定性，能够有效提高超级电容器的性能。

因此，这些新型材料在超级电容器领域也具有广阔的应用前景。

总的来说，超级电容器的性能取决于电极材料的选择和设计。

目前，石墨烯、碳纳米管、MOFs和碳化硅等新型材料被广泛研究用于超级电容器电极材料，能够显著提高超级电容器的能量密度、功率密度和循环寿命，具有广阔的应用前景。

石墨烯-聚苯胺杂化超级电容器电极材料

而，在掺杂和去掺杂过程中，导电聚合物容易发生溶胀和收缩行为，这往往会破坏电极并使其电化学
收稿日期：２０１３￣５－３１．基金项目：国家自然科学基金（批准号：５０７７３０１２，５１１７３０２７）、国家重点基础研究发展计划（批准号：２０１１ＣＢ６０５７０２）和海纳米科技项目（批准号：ｉ０５２ｎｎ＇ＪＸ￣００）资助．联系人简介：卢红斌，男，博士，教授，博士生导师，主要从事多尺度石墨烯基复合材料的可控制备、性能及应用研究．
装置，以面对不可再生资源的Ｅｌ益枯竭以及环境污染的加剧．超级电容器作为一种兼有传统电容器与
二次电池优点的新型储能器件，能提供高于传统电容器的能量密度，以及相较于二次电池更加优异的
功率密度和循环寿命，有望广泛应用在能量转化、航天系统、通讯工程以及微电子器件等领域．众所
们的广泛关注．导电聚合物基超级电容器通常是赝电容器，通过在电极本体材料中发生氧化还原反应储存电荷．
相较于碳基的双电层电容器，赝电容器通常具有更高的能量密度和相对较低的功率密度．这是因为赝
电容器在整个电极内部均可发生反应，而碳基电容器仅能在其电化学表面储存电荷．然而，考虑到电
１７０Ｖ
０．３Ａｇ～３Ａ－ｅｍ
７９％／８００ｃｙｃｌｅｓ３３０Ｆ・ｅｍ一／１０００ｃｙｃｌｅｓ９０．７％／５００ｃｙｃｌｅｓ６７％／４００ｃｙｃｌｅｓ７４％／１０００ｃｙｃｌｅｓ９０％／５００ｃｙｃｌｅｓ９８％／１０００ｃｙｃｌｅｓ７９％／１０００ｃｙｃｌｅｓ７３％／５００ｃｙｃｌｅｓ６４％／５００ｃｙｃｌｅｓ

石墨烯超级电容

石墨烯超级电容
石墨烯超级电容是一种利用石墨烯材料制造的超级电容器。

石墨烯是由碳原子形成的二维晶体结构，具有高度的导电性、导热性和机械强度，是一种非常理想的电子材料。

相对于传统电容器，石墨烯超级电容具有以下几个显著优势：
1. 高能量密度：石墨烯超级电容器具有较高的能量存储密度，可以存储更多的电能。

2. 高功率密度：石墨烯超级电容器具有快速充放电速度，可以在短时间内释放大量的电能。

3. 长寿命：石墨烯超级电容器具有良好的循环稳定性和长寿命，可以进行数万次的充放电循环。

4. 安全性：相对于传统锂离子电池，石墨烯超级电容器不会因为电池燃烧等问题造成爆炸，具有更高的安全性。

由于石墨烯超级电容器具有以上优势，因此被广泛应用于电动车、储能系统、智能手机和电子设备等领域，为电子产品的使用提供了更长久的电力支持。

此外，还有一些研究在探索如何将石墨烯材料与其他材料相结合，以进一步提高石墨烯超级电容器的性能。

用于超级电容器的高性能石墨烯CoMoO_(4)复合电极

05025樊泽文等：用于超级电容器的高性能石墨烯/CoMo（）复合电极文章编号：1001-9731（2021）05-05025-08用于超级电容器的高性能石墨烯/C0M0O4复合电极*樊泽文，任晶，任瑞鹏，吕永康（太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室，太原030024）摘要：高性能超级电容器电极材料的开发对于缓解当前的能源危机势在必行，设计和优化混合过渡金属氧化物并研究电化学性能和循环寿命对于超级电容器的实际应用至关重要。

在已开发的混合过渡金属氧化物中，由于电活性材料的导电率差并且与电解质的接触受限制，大大限制了所制备电极的电化学性能。

我们在本文中提出了一种合成石墨烯/CoMoO,纳米片的有利设计，使活性材料均匀生长在三维石墨烯泡沫的网状骨架上，充分提高了活性材料的利用率，其独特的结构也增加了电活性材料与电解质界面之间的接触，使赝电容反应充分发生。

由于石墨烯的高电子传输速率和CoMoO,纳米片的高活性，三维复合电极具有出色的电化学性能，具有相对较高的面积比电容（在1mA cm2下为2737mF cm2）和出色的循环稳定性（在10mA cm2下进行4000次循环后，保留原始比电容的81.76%）这些出色的结果表明,石墨烯/CoMo（O纳米片复合材料具有巨大的潜力，可作为高性能超级电容器的电极材料。

关键词：石墨烯；C o M o（）4；纳米片；超级电容器中图分类号：TB332文献标识码:A0引言全球不可再生能源正在迅速消耗，并带来了各种例如极端气候变化等不利情况。

地球上现有的可再生资源，例如太阳能和风能，在使用中存在一个关键缺陷：不能连续使用。

可持续可再生能源的研究和开发已经迫在眉睫，电池和电化学电容器作为现当今的两大能量存储系统已被广泛研究［3］。

与电化学电池和燃料电池相比，基于电化学电容器的储能设备具有更高的功率密度，更快的充放电能力，更长的循环寿命,以及更高的使用寿命［47］。

其中，基于碳基活性材料的双电层电容器的能量密度非常低，因此当前大多数研究集中在贋电容器上。

二氧化锰三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能

二氧化锰三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能一、本文概述本文旨在探讨二氧化锰（MnO₂）三维结构石墨烯电极材料的制备方法及其电化学性能。

作为一种重要的无机材料，二氧化锰因其独特的物理化学性质，在能源存储和转换领域具有广泛的应用前景。

特别是在锂离子电池、超级电容器等电化学储能器件中，二氧化锰表现出高理论容量、环境友好、成本低廉等优势。

然而，其在实际应用中仍面临导电性差、循环稳定性不足等问题。

因此，寻求有效的策略改善二氧化锰的电化学性能，对推动其在电化学储能领域的应用具有重要意义。

近年来，石墨烯作为一种二维纳米材料，因其出色的导电性、高比表面积和良好的化学稳定性，成为改善二氧化锰电化学性能的理想载体。

通过将二氧化锰与石墨烯复合，可以显著提高二氧化锰的导电性，改善其电化学性能。

在此基础上，三维结构的构建可以进一步提高电极材料的比表面积和离子扩散速率，从而进一步优化其电化学性能。

本文首先介绍了二氧化锰三维结构石墨烯电极材料的制备方法，包括溶液混合法、水热法、化学气相沉积法等。

随后，通过电化学测试手段，如循环伏安法、恒流充放电测试、电化学阻抗谱等，对所制备的电极材料的电化学性能进行了全面评估。

本文还探讨了不同制备条件对电极材料性能的影响，以及电极材料在实际电化学储能器件中的应用前景。

本文的研究结果有望为二氧化锰三维结构石墨烯电极材料的设计和优化提供理论支持和实验依据，推动其在电化学储能领域的实际应用。

二、二氧化锰三维结构石墨烯电极材料的制备二氧化锰三维结构石墨烯电极材料的制备是一个涉及多个步骤的复杂过程，其关键在于精确控制二氧化锰在石墨烯三维结构中的分散与结合。

选用高质量的石墨烯原材料，通过化学气相沉积或液相剥离等方法，制备出具有一定层数和尺寸的石墨烯片层。

随后，通过溶液浸渍法或气相沉积法，在石墨烯片层上均匀沉积二氧化锰纳米颗粒。

这一过程中，需要精确控制沉积条件和参数，以确保二氧化锰纳米颗粒的尺寸和分布均匀性。

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