氧化石墨烯调控粉煤灰基硅酸锰/氧化锰复合材料的电化学性能机制
陈冬
王辉
王敏
王登元
伍雪华
哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150001
摘要：超级电容器是一种具有高功率密度、优秀循环性能、高安全性的高性能储能装置,然而其低能量密度限制其发展,为进一步提升超级电容器的能量密度,满足日益增长的储能需求,提升电极材料的电化学性能是关键.为提高粉煤灰基硅酸锰/氧化锰的电化学性能,采用静电组装法合成了氧化石墨烯与粉煤灰基硅酸锰/氧化锰的复合材料(FA@MS/MO/GO),通过调节氧化石墨烯加入量优化其电化学性能,并研究了氧化石墨烯对于粉煤灰基硅酸锰/氧化锰电化学性能的影响机制,通过XRD、SEM、XPS、FTIR表征材料的形貌与结构,并采用循环伏安法、恒电流充放电、交流阻抗测试对材料和器件性能进行测试.结果表明,优化后的FA@MS/MO/GO-2的电荷传输速率大幅提升,FA@MS/MO/GO-2在0.5 A/g电流密度下的比电容为737.4 F/g,高于未与氧化石墨烯复合的FA@MS/MO(293.4 F/g),电流密度由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与商业活性炭分别为正负极组装为非对称超级电容器后,该器件能量密度达15.75 Wh/kg(功率密度375 W/kg),在5 A/g下循环10 000次的容量保持率和库伦效率均可达100％,表明该电极材料拥有长期循环利用潜力,具有良好应用前景.
关键词：氧化石墨烯粉煤灰静电组装法复合材料电化学性能超级电容器
分类号：TQ53(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：国家自然科学基金(51676058)
论文发表日期：2024-06-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 149-157 )
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