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1、石墨烯_聚吡咯導(dǎo)電復(fù)合材料超級電容器電極的制備研究_杜偉４０１０３）卷１７年第１期（４８２０（）文章編號：９７０１０４０１３１２０１７０１０３４１０－－－石墨烯／聚吡咯導(dǎo)電復(fù)合材料超級電容器電極的制備研究鞠翔宇１，王美麗１，展 杰２杜 偉１，＊（）煙臺大學(xué)環(huán)境與材料工程學(xué)院，山東大學(xué)晶體材料研究所，山東煙臺２濟南２１．４００５；２．０１００６５摘 要： 超級電容器與鋰電池相比具有更高的循環(huán)穩(wěn)定性以及更高的能量密度。提高超級電容器電極材料化學(xué)穩(wěn)定性，增大離子吸附比表面積，以獲得更好的電化學(xué)性能，成為超級電容器研究領(lǐng)域的熱點。以濕化學(xué)還原法制備的石墨烯為基底，采用原位電化學(xué)沉積法制成了石墨烯／聚吡
2、咯導(dǎo)電復(fù)合材料超級電容器電極。通過掃描對電極的微觀形貌進行了觀察，利用電化學(xué)工作站對組裝的超級電容器電化學(xué)性能進行了系電子顯微鏡（ＳＥＭ）／統(tǒng)表征，同時探討了沉積濃度和沉積時間對電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，在０．２ｍｏｌＬ吡咯溶液中沉積時間為—————————————————————————————————————————————————————／，／聚吡咯導(dǎo)電復(fù)合材料電極的比電容可達３表現(xiàn)出優(yōu)良的超級電容器電化學(xué)性能。２２．５ｍｉｎ制備出的石墨烯８Ｆ８ｇ關(guān)鍵詞：聚吡咯；導(dǎo)電聚合物；超級電容器 石墨烯；文獻標(biāo)識碼：中圖分類號：３３２ＡＢ ?。裕海桑保埃常梗叮梗椋螅螅睿保埃埃保梗罚常保?/p>
3、２０１７．０１．００５ＤＯｊ］７８－。石墨烯就是一種很好的無機復(fù)合來提高其性能［填充涂料，具有優(yōu)良的延展性、導(dǎo)電性以及高的比表面９］。研究表明，積［碳原子在碳基／聚吡咯納米復(fù)合材料中具有網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，通過隧道效應(yīng)可以增加其導(dǎo)電１０］。因性，使其導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性比純聚吡咯的要好［此以石墨烯為基底，制備石墨烯／聚吡咯導(dǎo)電復(fù)合材０ 引 言隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，鋰電池成為一種重要的高能量密度器件用來維持設(shè)備的正常運行，但是當(dāng)電量耗盡后需要很長的時間去再次充電。為獲得快速的功率輸出并縮短充電時間，超級電容器逐漸引起人］１２－。超級電容器具有充電速度快，們的廣泛關(guān)注［能量密度和功率密度高，使用壽命長，使
4、用溫度范圍廣以及料，以獲得性能更加優(yōu)異的超級電容器電極材料成為—————————————————————————————————————————————————————１１］。超級電容器領(lǐng)域研究的熱點［常見的石墨烯／聚吡咯復(fù)合電極材料多采用電化］１２１３－，得到的物質(zhì)呈粉末狀。學(xué)法或多步化學(xué)法制備［在制備電容器電極時，為使其附著在電極表面，需要加入少量的粘結(jié)劑，引入粘結(jié)劑會影響復(fù)合電極的電子傳輸，大大降低離子的遷移能力，影響電極的電化學(xué)性１５］。本文在石墨烯電極上采用原位電化學(xué)沉積法能［制備出石墨烯／聚吡咯復(fù)合電極，制備過程簡單，而且不用加入粘結(jié)劑，即可得到石墨烯／聚吡咯復(fù)合電極材料。無環(huán)境污
5、染等優(yōu)點，彌補了鋰電池和普通電容器的不］３４－。根據(jù)能量儲存機制的不同，足［超級電容器主要分為雙電層電容器、贗電容電容器以及混合型超級電容器。雙電層電容器是通過電極材料對電荷的靜電吸附存儲電能，其電化學(xué)性能與電極材料的電導(dǎo)率、比表面積和孔結(jié)構(gòu)密切相關(guān)；贗電容電容器是通過電極材料快速而可逆的氧化還原反應(yīng)來儲能的，電極材料的理論比電容、導(dǎo)電性、結(jié)構(gòu)形貌等均會顯著影響贗電容電容器的電化學(xué)性能；混合型超級電容器的一電極為雙電層電容器電極或是贗電容電容器電極，而另一電極５］。為電池電極［—————————————————————————————————————————————————————１ 實 驗６
6、４１１．１ 石墨烯電極的制備８１采用Ｈ量?。保酰恚恚澹蚍ㄖ苽溲趸海埃恚虧猓擦蛩峒尤氲奖袛嚢瑁徛尤腩A(yù)氧化后的［，，］電極材料是超級電容器的電化學(xué)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵因素。以石墨烯、活性碳等碳材料為代表的雙電層電容器電極材料具有相對較高的功率密度、較好的倍率性能以及更為優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，以聚苯胺、聚吡咯等導(dǎo)電高分子材料為代表的贗電容電容器電極材料具有５］。其中以聚吡咯制備的贗較高的比電容和能量密度［電容電容器電極材料具有導(dǎo)電性能高，抗氧化性能好６］，但是聚吡咯循環(huán)壽命短，以及合成制備簡單等優(yōu)勢［自放電能力強，在制備過程中單體吡咯溶解性差，使其應(yīng)用受到了很大限制，因此，通常要將聚吡咯和
7、無機物＊，石墨３ｇ稱量１ｎＯ５ｇＫＭ４在冰水浴中緩慢加入到濃 攪拌２ｈ。維持３Ｏ５℃恒溫緩慢加入２０ｍＬＨ２Ｓ５４中，去離子水后攪拌２ｈ，再加入０．然７Ｌ去離子水稀釋，—————————————————————————————————————————————————————混合液變成亮黃后向溶液加入２０％Ｈ２Ｏ２，０ｍＬ的３色。將溶液過濾并用１０％鹽酸充分洗滌后在空氣中抽濾得到固體凝膠狀的氧化石墨
