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《石墨烯基材料用于超级电容器的研究进展.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第36卷第3期:0056—0061电力电容器与无功补偿Vo1.36,No.3:0056—00612015年6月PowerCapacitor&ReactivePowerCompensationJun.2015DOhl0.14044/j.1674—1757.pcrpc.2015.03.013石墨烯基材料用于超级电容器的研究进展彭勃,郭姣姣,王玉平(西安高压电器研究院有限责任公司,陕西西安710075)摘要:石墨烯具有独特的二维层状结构以及高电子导电,大比表面积等优异的物理特性,在超级电容器领域具有广阔的应用前景。详细介绍了石墨烯基材料用于超级电容器
2、电极的研究进展.并重点讨论了对石墨烯进行结构和组分改性以提高其电容特性的各种方法。同时对超级电容器用石墨烯基材料在未来的研究方向进行了展望。关键词:超级电容器;石墨烯基材料;结构改性;电容特性ResearchProgressofGraphene-basedMaterialsforSuperCapacitorPENGBo,GUOJiaojiao,WANGYuping(Xi’anHighVoltageApparatusResearchInstituteCo.,Ltd.,Xi’an710075,China)Abstract:Grapheneshows
3、abroadapplicationprospectinthefieldofsupercapacitorsthankstoitsuniquetwo——dimensionallayeredstructureandexcellentsuchphysicalpropertiesashighelectricalconductivityandlargespecificsurfacearea.Inthispaper,theresearchprogressofgraphene-basedmaterialsforsupercapacitorisintroduce
4、dindetail.Variousmethodsinimprovingcapacitancefeaturesofthegraphenebywayofitsstructuralandconstitutionalmodificationisparticularlydiscussedand,atthesametime,theresearchdirectionofthegraphene-basedmaterialsforsupercapacitorinthefutureisprospected.Keywords:supercapacitor;graph
5、ene—basedmaterials;structuremodification;capacitancefeature性能的关键因素。0引言对于双电层电容器。为了快速形成大量的双电层近年来,伴随着可再生能源并网规模的迅速扩结构,其电极材料必须具有较大的比表面积,较高大和电力系统结构的日趋复杂,电网运行的安全稳的电子电导率以及合适的孔径分布。而目前最常使定性问题日益突出。电力储能系统作为该问题有效用的活性炭等多孔碳材料尽管具有较大的比表面解决方法之一,其应用需求不断增加。在现有的各积.但其较差的导电性能却阻碍了电容器性能的进类储能设备中。超级电容
6、器具有极高的功率密度和一步提高。开发新型的高性能电极材料迫在眉睫[3]。能量效率,极快的充放电响应速度、超长的循环寿对于法拉第准电容器,目前使用较多的电极材命以及相对低廉的生产成本.在可再生能源发电并料主要是过渡金属的氧化物或氢氧化物(如氧化铷网以及电能质量管理等领域具有十分广阔的应用和氢氧化镍)]以及导电聚合物(如聚苯胺和聚吡前景[”。咯)[6-7]。虽然法拉第准电容器在理论上能够达到远超级电容器根据其储能机理分为双电层电容高于双电层电容器的电容量,但上述电活性材料的器和法拉第准电容器。其中,双电层电容器通过在电子电导率较低。且在氧化还原过程
7、中结构易遭破电极和电解液的界面处形成双电层来存储电能[2]。坏.这导致法拉第准电容器在实际应用中仍然存在而法拉第准电容器则是通过在电极表面或体相中功率密度较低以及循环稳定性较差等问题。要解决发生可逆的化学吸脱或氧化还原等法拉第过程来这些问题,通常需要具有较高电子电导率及较大比存储电能_2]。虽然两类超级电容器的储能机理不同,表面积的炭基材料作为衬底,并与上述电活性材料但其电极材料的结构和性质无疑都是决定其最终共同构成复合电极。收稿日期:2015—01.14·56·2015年第3期·特种电容器·彭勃,等石墨烯基材料用于超级电容器的研究进展(总第1
8、59期)石墨烯是在2004年首次发现的一种单原子厚得电解质离子能轻易到达石墨烯表面并形成双电度的二维层状碳材料。由于其结构的特殊性,石墨层。基于开放的
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