基于石墨烯高性能电化学电容器的三元复合电极材料

摘要

一步法或者两步法制备石墨烯基三元复合材料.通过三组分间的结构调控、组分间的化学作用和协同效应,使得三元复合材料具有优异的电化学性能.石墨烯作为导电聚合物、金属氧化物的导电网络,被负载其表面的导电聚合物、金属氧化物分开同时在复合材料中均匀分散.石墨烯不但能够提高导电聚合物、金属氧化物的电化学活性,还能缓冲导电聚合物、金属氧化物在充放电过程中体积变化的机械应力.导电聚合物、金属氧化物在三元复合材料中能够提供大的赝电容,另外导电聚合物也能够作为导电网络来提高电化学性能.石墨烯/二氧化锡/聚吡咯(GSP)复合物在硫酸中获得高的比电容(616Fg-1)远远超过了石墨烯/二氧化锡(GS，80.2Fg-1)以及聚吡咯(523Fg-1)，并且有着优异循环性能，循环1000圈后几乎小变。同时石墨烯/三氧化铁/聚苯胺(GFP)在碱性溶液中其比电容达到638Fg-1，循环5000圈仅减少8%。另外石墨烯/三氧化铝/聚苯胺也表现出优异的电化学性能。在酸性中该电极材料获得比电容为553Fg-1，中性中其比电容为363Fg-1。这些结果显示机遇石墨烯的三元复介材料是超级电容的优异候选材料之一。