石墨烯基复合电极在非对称超级电容器中的研究进展

非对称超级电容器(ASCs)因电化学性能更为优异而成为近几年来的研究热点,石墨烯作为一种新颖的二维碳材料,具有比表面积大、导电性高、力学性能好和化学稳定性优异等优点,是非对称超级电容器复合电极的一类理想载体材料。本文综述了近几年来石墨烯基复合电极在非对称超级电容器中的应用状况,认为比表面积更大、导电性更好的石墨烯将会促进石墨烯基复合电极在超级电容器中的应用与发展,也会提高石墨烯基非对称超级电容器的性能。指出将金属氧化物、导电聚合物、金属氢氧化物以及金属硫化物纳米化,使之兼具大的有效面积、丰富的氧化还原活性位点等特点,从而提高复合材料的比电容,是石墨烯基复合电极的研究重点。     

石墨烯超级电容器的研究进展及其应用

综述了石墨烯超级电容器的研究进展,包括石墨烯的制备、改性、与赝电容电极材料的复合,石墨烯超级电容器特殊结构的设计、电解液的选择、柔性超级电容器的制备等。在石墨烯超级电容器的实际应用中,主要介绍了石墨烯的生产现状、超级电容器的厂家及应用情况,并指出未来超级电容器的应用重点将从消费电子逐渐向混合动力电动车和新能源领域转移。     

石墨烯基超级电容器电极材料的制备及研究进展

超级电容器是一种介于普通电容器和化学电池之间的储能器件,兼具两者的优点,如功率密度高、能量转换效率高、循环寿命长、可快速充放电和对环境无污染等特性。而作为超级电容器的关键部分,电极材料在很大程度上制约着其电化学性能,所以电极材料的优化一直是超级电容器研究的重点。石墨烯由于其拥有独特的二维结构和杰出的物理性质,如高导电率、比表面积大等,所以与传统的超级电容器电极材料相比,石墨烯基材料展现出了巨大的应用潜力。     

CNTs基柔性和可拉伸超级电容器的研究进展

从超级电容器的储能机理和柔性电子的研究出发,综述了基于碳纳米管(CNTs)及其复合材料的柔性和可拉伸超级电容器的研究现状。总结了近年来在开发柔性和可拉伸超级电容器领域中对CNTs直接电极材料,CNTs与过渡金属氧化物或导电聚合物复合电极材料,CNTs与石墨烯复合电极材料研究的进展。     

3D石墨烯/导电聚合物气凝胶复合材料在超级电容器中的研究进展

分析了近年来超级电容器电极材料尤其是3D石墨烯/导电聚合物气凝胶复合电极材料在超级电容器方面的研究进展,详细介绍了目前3D石墨烯气凝胶的制备方法,总结了3D石墨烯/导电聚合物气凝胶复合材料的不足和在存储领域的发展方向.     

石墨烯基材料在超级电容器中的研究进展

超级电容器作为一种新型的储能器件,具有广泛的应用前景。石墨烯基材料表现出优异的电化学性能,在超级电容器电极材料方面具有潜在的应用价值。文章简单对石墨烯/碳,石墨烯/金属氧化物,石墨烯/导电聚合物等三类石墨烯基超级电容器电极材料进行简单论述。     

高体积能量密度石墨烯基超级电容器的研究概述

随着电动汽车和智能器件的快速发展,超级电容器的体积性能相比于质量性能越来越受到人们的关注。为了提高超级电容器的体积能量密度,人们研究了各种新型电极材料,并对其体积性能进行了详细的分析和评价。高密度电极作为超级电容器的核心器件,其具备较高的体积能量密度和优越的倍率能力是提高能量存储的关键。石墨烯具有独特的物理化学性质,被广泛认为是超级电容器理想的电极材料,然而其孔隙率和堆叠密度之间的矛盾制约着超级电容器的体积能量密度。为了平衡石墨烯电极材料的孔隙率和堆叠密度之间的矛盾,人们开展了大量的研究。本文介绍了近年来以致密石墨烯材料作为超级电容器电极的研究进展。从孔隙尺寸、孔隙连接性和复合材料的角度分析不同致密石墨烯基电极材料的设计,并介绍了不同的高能量密度超级电容器的石墨烯基电极材料的制备途径。     

石墨烯制备电容器电极材料方面的研究进展

超级电容器性能很大程度上取决于电极材料。石墨烯复合材料因其较高的比表面积,良好的导电性能和较强的稳定性,是超级电容器电极领域的研究热点。本文综述了石墨烯的研究历程、石墨烯的制备方法、多种石墨烯复合材料的制备和性能,并对石墨烯在电容器电极材料方面的发展趋势进行了展望。     

石墨烯/聚吡咯复合电极材料超电容性能研究进展

分析了目前石墨烯和聚吡咯(PPy)用作电极材料的不足,详细介绍了近年来超级电容器用石墨烯/PPy复合电极材料的研究进展,指出石墨烯/PPy复合材料在能量转换和存储领域的未来发展方向.     

应用于超级电容器电极材料的石墨烯复合材料研究进展

石墨烯作为一种新型的纳米材料,具有优良的导电性和较大的比表面积,可作为超级电容器电极材料使用。但在使用过程中,其体积易发生膨胀或收缩,而将石墨烯与其他材料进行复合制备出石墨烯复合材料,则有利于克服这一缺点。本文详细介绍了目前几种典型的用作超级电容器的石墨烯复合材料各自的特点和制备方法,主要包括石墨烯/金属氧化物复合材料和石墨烯/聚合物复合材料,对石墨烯复合材料在超级电容器方面的研究进展进行了评述,并对石墨烯复合材料的未来的应用前景和研究方向进行了展望。     

基于复合电极材料的超级电容器研究进展

综述了基于复合电极材料作超级电容器电极材料的研究现状,总结了近几年来在开发超级电容器电极材料领域中将炭材料、金属氧化物、导电聚合物三者复合得到的二元、三元复合电极材料的研究进展以及现状,并探讨了超级电容器复合电极材料的发展方向和研究重点。     

基于氧化锌和石墨烯超级电容器材料的研究进展

超级电容器是一种间于化学电池和普通电容器之间的新型储能器件,具有广阔的应用前景。而电极材料是决定超级电容器性能好坏的关键因素之一。文章阐明了氧化锌/石墨烯复合材料作为超级电容器电极材料的优势,从氧化锌/石墨烯复合材料的制备工艺及特点两方面分别介绍了国内外氧化锌/石墨烯复合材料的研究进展,对氧化锌/石墨烯复合材料的研究发展趋势进行了探讨。     

氧化石墨烯和壳聚糖的复合材料作为电极材料的可行性研究

石墨烯是当下作为超级电容器电极材料的热门材料,同时也有研究表明壳聚糖同样有作为超级电容器电极材料的潜质,综合二者,氧化石墨烯/壳聚糖的复合材料能否兼具二者优势以成为新一类电极材料?。     

煤基石墨烯/炭纳米纤维复合材料的制备及其电化学性能

作为一种高性能新型储能器件,超级电容器具有功率密度高、充电时间短、绿色环保等诸多优点,决定超级电容器性能的关键因素是电极材料的性能。以煤为原料,通过高温热处理、化学氧化及等离子体还原技术制备得到煤基石墨烯;进一步将煤基石墨烯与聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝技术复合制备得到煤基石墨烯/炭纳米纤维(PM-CG)复合材料,以期借助于石墨烯所具备的高导电性、电子迁移率等性能获得具有优良电化学性能的电极材料。采用物理吸附仪、扫描电镜以及透射电镜等仪器对所制备的炭纳米纤维进行了表征,并通过电化学工作站研究了其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明,煤基石墨烯成功掺杂到炭纳米纤维中,所制备的PM-CG复合材料在6 mol/L KOH电解液中的比电容值可达225.1 F·g~(-1),是同样条件下纯PAN炭纳米纤维比电容值的2.57倍。     

石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及在超级电容器中的应用

超级电容器是一种新型的能量存储与转换装置,具有广阔的发展前景,而制约其发展的最主要因素是电极材料。石墨烯/聚苯胺复合材料作为一种新型电极材料,兼具双电层电容和法拉第赝电容的特性,在超级电容器中具有潜在应用前景,有望成为下一代电极材料。本文综述了石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法及其在超级电容器的应用,并指出其中存在的一些问题及对其发展前景进行了展望。     

二氧化锰/石墨烯复合电极材料

MnO2是一种极具潜力的超级电容器用电极材料,但因其结构形貌复杂多变、电导率较差,限制了其电化学性能的发挥。石墨烯虽然具有高电导率和大的比表面积等优良特性,但是石墨烯的堆叠聚集降低了其有效比表面积和电导率,导致其实际比电容远远低于理论值。针对这一问题,将MnO2和石墨烯相结合可以提高石墨烯的有效比表面积和比容量,充分利用各自的性能相互补偿,以提高复合电极的电化学性能。综述了MnO2/石墨烯复合电极的制备方法和研究现状,同时提出了MnO2/石墨烯复合电极的发展建议。     

石墨烯导电复合材料应用进展

介绍了石墨烯的主要特性和石墨烯分类；综述了石墨烯制备超级电容器电极材料,制备柔性透明石墨烯电极、导电油墨、导电添加剂以及导电纤维,超轻气凝胶的应用进展,同时对石墨烯作为导热材料的应用进行了展望.     

基于三维石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法及在超级电容器中的研究进展

三维石墨烯具有丰富的孔洞结构、大的比表面积、高的导电率、快的充电速率和长的循环寿命等优异性质,将其与聚苯胺复合制备三维石墨烯/聚苯胺复合材料可以充分发挥石墨烯和聚苯胺的优势性能,制得电化学性能优异的复合材料。该复合材料在超级电容器电极材料领域得到了广泛的关注。综述了三维石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法及其电化学性能,并针对复合材料研究中存在的问题、未来的研究方向进行了展望。     

基于导电聚合物柔性超级电容器电极材料的研究进展

柔性超级电容器具有灵活性高、充放电速度快、功率密度大、绿色环保、安全性高、成本低等优越性能,在可穿戴电子设备领域具有重要的应用价值。纯导电聚合物电极材料的循环稳定性和电化学性能有限,而导电聚合物复合其他导电材料形成的复合电极能改善其循环稳定性和电化学性能。根据近年来不同导电聚合物基柔性超级电容器电极材料的研究进展,介绍了以导电聚合物(聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩)基复合材料作为柔性超级电容器电极材料的制备及其性能研究。     

石墨烯改性聚丙烯腈基多孔炭用于高倍率性能超级电容器（英文）

作为一种富氮碳源,聚丙烯腈历来被作为生产炭材料的重要原料。但是聚丙烯腈直接炭化会导致其烧结不利于后续深度活化。通过干法球磨石墨烯和聚丙烯腈复合原料,结合稳定化和KOH活化,制备了杂化多孔炭,并系统研究了石墨烯和聚丙烯腈配比及后活化处理对杂化多孔炭性能的影响。结果表明：石墨烯的存在有利于高能球磨过程中热量地快速扩散,有效避免了聚丙烯腈的烧结;而聚丙烯腈进一步抑制了石墨烯片层的团聚,使石墨烯/聚丙烯腈复合前驱体呈现蓬松的粉体结构,利于碱的深度活化。同时,石墨烯在多孔炭结构中形成的三维柔性导电网络便于电荷地快速转移。由于其发达的孔、大的比表面积、优异的导电性以及氮/氧杂原子诱导的赝电容,所制备的杂化多孔炭用作超级电容器电极材料时,在水系和有机系电解液中均表现出了优异的电化学性能。尤其是,优化的HPC-4复合炭材料用作超级电容器的电极时,在1 mol/L四乙基四氟硼酸铵有机电解液中,当功率密度为337.5 W/kg时,能量密度可达30.38 W?h/kg。该工作为面向高功率兼高能量超级电容器电极材料的开发提供了一种简易且高效的制备策略。