氧化石墨烯/酚醛树脂复合碳气凝胶的快速制备与性能研究
摘要：随着电子信息技术的发展，人类对电能的需求也越来越大。相较于传统储能器件，充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保的超级电容器具有非常广阔的应用前景，而普遍认为电极材料对超级电容器的电化学性能起着决定性作用。因此国内外学者对电极材料的研究不遗余力，尤其是碳气凝胶电极材料。本文简述了超级电容器及电极材料的发展、碳气凝胶的制备工艺及影响因素和碳气凝胶用于电极材料的性能、氧化石墨烯复合材料对电极材料的影响。
关键词：超级电容器；碳气凝胶；氧化石墨烯复合材料；电化学性能
Study on the rapid preparation and properties of graphene oxide / phenolic resin composite carbon aerogels
Abstract：With the development of electronic information technology, the demand for electrical energy is getting bigger and bigger. Compared to traditional energy storage devices, the super capacitor with short charging time, long service life, good temperature characteristics, energy saving and green environmental protection has a very broad application prospect. It is generally believed that the electrode material plays a decisive role in the electrochemical performance of supercapacitor. Therefore, scholars at home and abroad have spared no effort in the study of electrode materials, especially carbon aerogel electrode materials. The article sketchs the development of supercapacitors and electrode materials、preparation and influencing factors of carbon aerogels、performance of carbon aerogels used in electrode materials and the effect of graphene oxide composite on electrode materials.
Keywords: Supercapacitor; carbon aerogel; graphene oxide composite; electrochemical properties
由于石油资源日益短缺，而且燃烧石油的内燃机尾气排放对环境的污染越来越严重，人们都在研究替代内燃机的新型能源装置。已经进行混合动力、燃料电池、化学电池产品及应用的研究与开发，取得了一定的成效。但在大规模动力系统中使用仍然存在许多目前为止无法解决的缺陷。而超级电容器以其优异的特性扬长避短，具有快速充放电、循环寿命长、库伦效率高及瞬时大电流充放电等特性，其应用市场广阔，是新能源领域的研究热点。例如，超级电容器比传统化学电池更适用于车辆的牵引电源和启动能源。所以在新能源方向研究学者都不遗余力地研究和开发超级电容器。正是因为超级电容器的发展，所以电力驱动的地位在交通领域显得尤为重要，也会大大减少人类对石油的依赖。而超级电容器的主要影响因素为电极材料。故本文主要对碳气凝胶及氧化石墨烯复合材料作为超级电容器电极材料进行论述。
- 超级电容器研究进展
按照原理超级电容器可分为双电层型超级电容器和赝电容型超级电容器。本文主要讨论的范畴主要是双电层电容器。双电层电容器的储能机理是在大比表面积的碳材料电极和电解超级电容质界面吸附相反电荷的正负离子，电荷储存在界面双电层中，通过电化学极化进行可逆吸/脱附从而储存和释放能量[1]。双电层电容器的电极主要为多孔碳材料，如活性炭、碳纳米管和碳化物衍生碳等。对于这些碳材料，决定双电层电容性能的因素主要有材料比表面积、电导率和孔隙率，但很少有碳电极材料可以在这三个方面均有优异的表现，因此，人们仍在不断地对碳基双电层电容器材料进行进一步研究。
- 超级电容器电极材料的研究进展
超级电容器是一个比较复杂的储能元件，因此它的电化学性能受到诸多因素的影响。但目前为止研究学者普遍认为对超级电容器的电化学性能起着决定性作用的影响因素是超级电容器。超级电容器电极材料大致分为碳素材料、金属氧化物等。
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