石墨烯在锂离子电容器中的应用研究进展

摘要

锂离子电容器结合了锂离子电池和超级电容器的储能机理,综合了两者各自的优良性能,具有能量密度大、功率密度高、循环寿命长和安全性能好等优点,是目前电化学储能领域的研究热点.石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,具高比表面积、高导电性、高容量以及物理化学性质稳定等优点,被认为是下一代高性能锂离子电容器的理想电极材料.本文综述了石墨烯在锂离子电容器中的应用,介绍了其作为锂离子电容器正极与负极材料的电化学性能及优缺点,进一步阐明了石墨烯的比表面积、电导率及微观形貌等因素对其电化学性能的影响.此外,还介绍了元素掺杂石墨烯与石墨烯复合材料等改性手段,分析了石墨烯中的杂原子对其电负性、片层结构、活性位点及电化学性能的影响,并且分类总结了近期较为常见的几种石墨烯复合电极材料,进一步说明了改性石墨烯在锂离子电容器中的应用与进展,并在最后对石墨烯基锂离子电容器的发展前景进行了展望.