高温热处理对三维多孔石墨烯电化学性能的影响

更新时间:2023-05-28

【摘要】三维多孔石墨烯由于其独特的三维结构、高比表面积、优良的导电性能和多级孔径结构,被广泛用作超级电容器用电极材料。但目前三维多孔石墨烯的单位面积利用率仍然较低,其单位面积比容量仅有5.35μF/cm~2,远低于碳基材料的理论值(约21μF/cm~2)。为了提高三维多孔石墨烯的单位面积比容量,选择一种高比表面积的三维多孔石墨烯为研究对象,通过对其进行高温热处理,重点考察了高温热处理对三维多孔石墨烯材料导电性的影响,以及导电性能的变化对三维多孔石墨烯电化学性能的影响。研究发现高温热处理后三维石墨烯材料的比表面积由2009.8 m~2/g急剧降低到1301.0 m2/g,这主要是由于高温热处理后活化石墨烯颗粒体积收缩,孔体积降低。拉曼光谱结果表明,高温热处理可以提高三维多孔石墨烯的石墨化程度,提高其导电性,EIS结果表明其等效串联内阻由处理前的4.0Ω降低到1.4Ω。导电性的提高使得单位面积比容量的保持率由原来的34.8%提高至45.2%,这表明三维多孔石墨烯的单位面积利用率得到明显提升。研究结果为三维多孔石墨烯电极材料的可控制备提供理论依据。

【关键词】 三维多孔石墨烯 超级电容器 热处理 电化学性能

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