石墨烯基柔性纤维超级电容的电极材料研究

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1、ＳｐＯＣＨＯＷＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ±對：＾论文Ｉ博论文题目石墨稀基柔性纤维超级电容的电极材料研究研究生姓名张雄Ｉ指导教！）币姓名张克勤专业各称纺织工程Ｊ研究方向Ｍｉａｆｉ＿＿＾论文提交日期２０１５年９月Ｉ１苏州大学学位论文独创性声明本人郑重声明；所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立迸行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育抓构的学位证书而使用巧的材料。

2、对本文的研究作Ｈｒ重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式碌明。本人承担本声明的法律责任。．＞化／Ｈ．；日期證文作者签名盗＾雖；苏州大学学位论文使用授較声明本入完全了解苏州大学关于收集、偏存和使用学位论文的规定，艮。本学位论文电Ｐ；学位论文著作极归属苏州大学子文档的内容和纸一质论文的内容巧致。苏州大学有极向国家图书馆、中国社科院文献、－信息情报中也，中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社）、中国学术期甲Ｊ（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子？文搜；巧许论文被查阅和借阅，可Ｗ采用影印

3、、缩印或其他复制手段．可保存和汇编学位论文；将学位论文的全部或部分内容编入有勒关数。据库进检索行妙密论文口。本学位＿＿月解密后适用本规论文属在年定非被密论文囚么＇瓜／日潮；？文；谦论作者签名；导；］日期１师签名）聲专叫资ｊ石墨烯基柔性超级电容纤维的电极材料研究摘要随着信息科学、材料科学和纺织工程等多个学科的飞速发展以及人们对生活服装、实用织物的要求越来越高，电子织物的发展正好迎合了这种需求。将纺织品与电子真正意义上的融合是促进和发展电子织物的当务之急，因此研发纤维状外形电子器件和能量存储器件显得更为迫切。进

4、入新世纪，能源紧缺冲击着全球经济运行和人们的日常生活，发展清洁高效绿色环保的清洁能源越来越引起人们的关注，而超级电容被认为是能量储存领域的一项革命性发展。发展具有高能量密度、功率密度、轻便的柔性纤维储能器件具有非同一般的意义，因此柔性纤维超级电容将是最理想的选择。同时，由于石墨烯作为一种新型的纳米二维材料，其优异的物理特性被认为是理想的碳基超级电容电极材料，很多研究人员已经利用石墨烯制备出大容量高效的平板式超级电容，但是石墨烯尚未被应用到柔性纤维状超级电容器。本文以氧化石墨烯材料为基础，采用电泳沉积的方法，制备了三种不同的基于石墨烯纳米结构的柔性

5、纤维电极，并对其进行了表征与电化学测试，主要内容包括以下几个方面：（1）制备得到了性能优异的氧化石墨烯片、尺度均一的纳米碳球，为后续实验奠定了基础；并探讨了石墨烯化学还原法和热还原法在本实验过程中的优劣；（2）采用电泳沉积的方法，采用不同的氧化石墨烯还原法制备得到具有石墨烯纳米层状结构的柔性纤维电极，通过对电极的电化学性能测试，电极具有一定的超级电容性能，但是电极的石墨烯片层的堆叠现象和热还原过程中出现的石墨烯重新石墨化影响了电极的性能；（3）为解决（2）中出现的问题，采用电泳沉积的方法，通过热还原的方式，制备得到石墨烯泡沫柔性纤维电极，电极性能

6、并没有设想中的优异性能，其性能甚至都无法与纯石墨烯电极进行比较；（4）通过HI还原石墨烯，采用电泳沉积法制备得到石墨烯碳球多孔层状纳米结构柔性纤维电极，通过在石墨烯层状纳米结构中引入纳米碳球，制备得到的电极具有最为优异的电化学性能；I（5）对以上三种电极进行交流阻抗谱拟合，结合实验数据和拟合数据，对实验方法和材料结构进行分析总结，用理论的方法证实采用HI还原石墨烯得到的石墨烯碳球纤维电极具有最为优异的电化学性能；（6）采用石墨烯碳球多孔纳米层状结构纤维电极，制备柔性纤维超级电容，并-2测试其电化学性能，取得的了53.6mFcm的优异超级电容性能。

7、本论文通过对石墨烯的制备方法分析及其结合本实验的特点，我们采用电泳沉积法制备了基于石墨烯不同纳米结构的柔性纤维电极，对电极进行表征与测试，结合拟合数据，认为通过HI酸还原得到的具有石墨烯-碳球多孔层状纳米结构柔性纤维电极的性能最为理想，并成功的组装了柔性纤维状超级电容器。关键词：石墨烯，石墨烯纳米层状结构，石墨烯泡沫，石墨烯-碳球多孔层状结构，纤维超级电容作者：张雄指导教师：张克勤IIResearchonGraphenebasedElectrodeMaterialsforFlexibleandFibrousSupercapacitorsAbstr

8、actWiththerapiddevelopmentofinformationscience,materialsscienceandte