氧化石墨烯調(diào)控粉煤灰基硅酸錳/氧化錳復(fù)合材料的電化學(xué)性能機(jī)制

編號：CYYJ04286

篇名：氧化石墨烯調(diào)控粉煤灰基硅酸錳/氧化錳復(fù)合材料的電化學(xué)性能機(jī)制

作者：陳冬 王輝 王敏 王登元 伍雪華

關(guān)鍵詞： 氧化石墨烯 粉煤灰 靜電組裝法 復(fù)合材料 電化學(xué)性能 超級電容器

機(jī)構(gòu)： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 超級電容器是一種具有高功率密度、優(yōu)秀循環(huán)性能、高安全性的高性能儲能裝置,然而其低能量密度限制其發(fā)展,為進(jìn)一步提升超級電容器的能量密度,滿足日益增長的儲能需求,提升電極材料的電化學(xué)性能是關(guān)鍵。為提高粉煤灰基硅酸錳/氧化錳的電化學(xué)性能,采用靜電組裝法合成了氧化石墨烯與粉煤灰基硅酸錳/氧化錳的復(fù)合材料(FA@MS/MO/GO),通過調(diào)節(jié)氧化石墨烯加入量優(yōu)化其電化學(xué)性能,并研究了氧化石墨烯對于粉煤灰基硅酸錳/氧化錳電化學(xué)性能的影響機(jī)制,通過XRD、SEM、XPS、FTIR表征材料的形貌與結(jié)構(gòu),并采用循環(huán)伏安法、恒電流充放電、交流阻抗測試對材料和器件性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明,優(yōu)化后的FA@MS/MO/GO-2的電荷傳輸速率大幅提升,FA@MS/MO/GO-2在0.5 A/g電流密度下的比電容為737.4 F/g,高于未與氧化石墨烯復(fù)合的FA@MS/MO(293.4 F/g),電流密度由0.5 A/g升高至8.0 A/g,FA@MS/MO/GO-2容量保持率最好(67%),高于FA@MS/MO(44%)。FA@MS/MO/GO-2與商業(yè)活性炭分別為正負(fù)極組裝為非對稱超級電容器后,該器件能量密度達(dá)15.75 Wh/kg(功率密度375 W/kg),在5 A/g下循環(huán)10000次的容量保持率和庫倫效率均可達(dá)100%,表明該電極材料擁有長期循環(huán)利用潛力,具有良好應(yīng)用前景。