氧化石墨烯摻雜量與pH 值對石墨烯氣凝膠儲能性能的影響

郭志成，辛 青?，臧 月，林 君

1) 杭州電子科技大學電子信息學院，杭州 310018 2) 浙江省裝備電子研究重點實驗室，杭州 310018

?通信作者，E-mail: xinqing@hdu.edu.cn

炭功能材料作為雙電層電容器的主要電極材料，是近年來的研究熱點，其中炭氣凝膠(CA)與石墨烯具有優異的物理與化學性能[1-3]，引起了廣泛的關注. CA 基本上以中孔為主[4]，微孔含量低，比表面積和比電容也較低，限制了其在超級電容器中的應用. 石墨烯[5]具有二維蜂窩狀晶體結構，其內部原子之間以C—C 鍵相互連接，這些強共價鍵使得石墨烯在光學、電學、力學以及結構等方面擁有著很多獨特的性質[6-8]，如優異的導電率、高理論表面積、高理論比電容. 這些優異的性能使石墨烯作為超級電容電極活性材料得到了廣泛的關注[9].

但是二維的石墨烯納米片會發生比較嚴重的團聚和堆疊現象，這導致石墨烯的比表面積大大減小[10-11]. 為了解決石墨烯的團聚問題，科研人員開始關注新型的三維（3D）石墨烯材料，3D 石墨烯不僅延續了石墨烯優良的性能，同時其三維多孔結構可以有效地阻止石墨烯的團聚現象，使得材料與電解質的有效接觸面積變大，表現出更優異的電化學性能[12-14]. 其中石墨烯氣凝膠(GA)具有密度低、比表面積較大、電導率高，并且有大孔體積與優異的熱穩定性及結構可控性等特點，使得其在儲能、催化、吸附等很多領域具有廣闊的應用前景[15-17]. 在超級電容器方面，經常用GA 作為基底制備電極來提高超級電容器的電化學性能[18-20].比如Chu 等[18]基于GA 制備的錳/二硫化錫/石墨烯氣凝膠電極材料在掃描速率為5 mV·s-1時比電容高達523 F·g-1；……