石墨烯复合材料的制备及其超电容性能的研究(4)

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1.4.4电化学还原法

这种方法是Liu等通过把2根高纯度石墨棒当作电极，并列放于三种相隔6cm的溶液中，在两侧以恒电位仪通10-20V静态电位，在半小时后，作为正极的石墨棒被腐蚀，且产生一些黑色沉积物于容器下端。约五至六小时后，将得到黑色沉积物使用高浓度的无水乙醇进行多次洗涤,源^自!优尔/文-论/文*网[www.youerw.com，最终于60摄氏度的加热箱中烘干2小时，获得GO纳米片层成品。

1.4.5溶剂热法

此方法通过以胺辛烷对RGO进行插层改性的方法获得GO。首先把RGO和胺辛烷以1:4的摩尔比进行混合，并将适量的正己烷加入其中，通过0.5h研磨获得经过胺辛烷插层的RGO。把这种复合物于去离子水、乙醇、丙原醇、甘醇中分散，设定温度为80摄氏度至200摄氏度，反应时间为4至48小时，在此次反应进行后，使用二甲基酮进行洗涤，之后再使用去离子水清洗，经过65摄氏度烘干即可得到GO。

无论何种方式，诸如电化学法、SiC热解等，他们都拥有各自的长处与短板。现在较为热门的方法依旧是气相沉积法和还原氧化石墨法，它们的改进方法也在被人不断的研究。

1. 5超级电容器综述

1.5.1超级电容器的概述

超级电容器（supercapacitor,ultracapacitor），又叫双电层电容器(Electrical Double -Layer Capacitor)、电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC), 超级电容器（超电容器，超级电容器），也被称为双电层电容器（电气双层电容器），电化学电容器（Electrochemcial电容器，EC），金电容器，法拉电容器，通过电解质到储能极化。它是一种电化学装置，但不是化学反应，其中能量储存过程中，该能量存储过程是可逆的，这就是为什么在超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被认为是在两层非反应性多孔电极板，电解质中的悬浮液，电极板被供电时，正电极板，以吸引在电解质负离子，负电极板，以吸引正离子，其实形成两个电容存储层，正离子被分离在负电极板，在正极板附近负离子的附近。超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹提出的界面双电新电容器的理论基础层上。大家都知道，在插入物和液体电解质溶液符号的金属电极表面出现过剩电荷的相对侧，从而使备用电势差。因此，如果在插入两个电极中的电解质，并在其间的电解液施加电压小于分解电压时，则在正负离子电解质分别电场，的作用下迅速极地方向运动，在两个电极上形成致密的电荷，即双电层[5]。如图1.2 为超级电容器的充放电原理。

随着时间的发展和科技的进步，电能储存器从一开始的伏打电池一步步走到了今天运用广泛的锂电池，单位电池所蕴含的能量不断提高，储存器的大小也从一开始的大块头变成了如今的小豆丁。但是由于对储能设备要求的不断提高，人们迫切需要一种高功率密度的能量储存设备，于是超级电容器也应运而生。电池以其小巧的身材和高能量密度充斥于我们生活中的各个角落，可是在使用之后它的充电时间却限制了它的使用。电池和电化学电容器的使用过程中所伴随的能量转化和能量二次储存都伴随着电化学反应，但它们截然不同反应机制也决定了他们适用场合的大相径庭。在过往的几年间，高单位能量密度，长使用寿命，和较短的能量再储存时间的储能设备成为了储能领域人们所争相追逐的一大目标。在发生电化学反应时，电池与超电容器拥有着截然不同的电荷储存机制。在锂电池中，锂离子插层的氧化还原反应受到扩散控制，速度较慢。而双电层电容器，则是通过电解液离子与电极材料共同形成双电层来完成电荷的储存。因为不像电池一样会发生氧化还原反应，故而其储存未受扩散控制，故双电层电容器中的电荷无论是储存速度还是释放速度都远远高于电池。总而言之，双电层电容器相较于电池有着更高的功率密度，但由于储存形式不同，也有着更低的能量密度[6]。