GO/MnO2纳米片复合薄膜的自组装与电化学性质研究(2)
2.4.4 循环寿命测试 12
3 结果与讨论 14
3.1 (R-GO/MnO2)n纳米片@Ni-foam薄膜电极的制备 14
3.1.1 XRD分析 14
3.1.2 TG分析 15
3.1.3 FT-IR分析 15
3.1.4 Raman分析 16
3.1.5 SEM分析 17
3.2 薄膜电极电化学性能分析 18
3.2.1 循环伏安法（CV曲线) 18
3.2.2 恒流充放电分析（GCD） 20
3.2.3 电化学阻抗谱（EIS） 21
3.2.4 循环性能 22
4 结论 24
致 谢 25
参考文献 26
1 绪论
1.1 引言
中国的经济在不断地发展，但是经济发展会带来一定的环境污染以及能源问题，因此人们迫切需要一种环境友好且可持续的能源储存形式。超级电容器，作为一种新兴起的储存能量的器件，它从一出现就在科学界引起了高度重视，超级电容器充电非常迅速，功率密度比较高，并且它可以循环使用很长时间，最重要的是，它是一种绿色环保型能源。因此，他们已被广泛使用独立作为备用电源设备，或与混合动力电动汽车的电池[1]。然而，超级电容器也存在着一些缺点，它的能量密度非常低，这个缺点使得它在实际生产中的应用并不广泛，因此，我们能够在既不影响超级电容器功率密度的前提下，又能够提高超级电容器的能量密度变得非常有意义。但是，影响超级电容器能量密度主要有两个重要参数，一个是超级电容器的电极材料电容(C)，一个是超级电容器的操作电压(V)，而超级电容器的电容与CV2成正比。因此，超级电容器的电化学性能主要电极材料所决定[2]，为了提高超级电容器的电容性能，可以通过采用不同的电极材料来实现，所以对于超级电容器来说，制备出具有优异性能的电极材料变得非常重要。
1.2 超级电容器
1.2.1 超级电容器概述
超级电容器是刚兴起的一种能够储存能量的装置，作为一种储能装置，它储存的容量可以达到几百到几千法拉，与我们使用的传统电容器相比，超级电容器的成本相对比较低，并且具有良好的可逆性，它的充放电速率快，可以长时间的循环使用，因此超级电容器具有实用性、环保性和高效性。超级电容器能够在轨道交通和可再生能源发电等领域实现节能减排，并且在新能源、信息传递、汽车制造、航空航天研究方面有着非常广泛的应用，因此研究和开发出高性能、低成本的超级电容器已成为许多国家和地区研究的热点课题之一。
超级电容器在现实生活中的应用越来越广泛，因此它有非常多的种类，目前超级电容器根据储能原理不同分为双电层电容器和法拉第准电容器[3]这两类，双电层电容器是在电极和电解质溶液界面处的双电层上进行储存电荷的[4]。而在赝电容器中活泼电极上发生了氧化还原反应，而电荷正是在这个过程中储存的[5]。
（a）双电层电容器原理图[11] ，（b）赝电容器原理图[12]
1.2.2 超级电容器电极材料及研究发展
1.2.2.1 金属氧化物电极材料
在金属氧化物电极上可以发生的氧化还原反应，并且这个反应是可逆的，金属氧化物显示出良好的导电性能，对于水合氧化物制备的电极材料，电子和质子可以采用跃迁的方式在氧化物中实现质子嵌入和提取过程。因此，赝电容的可逆过程可以通过金属氧化物电极材料得以实现，并可以使电极反应可以在电极内部进行，使得电极整个空间中都能够储存能量，这可以提高超级电容器电极的能量密度。金属氧化物所具有的是赝电容，碳材料主要显示双层电容性能，并且在电极与溶液界面处，金属氧化物和碳材料都产生了电容，但是金属氧化物产生的赝电容要大一些。
下一篇：Al-Ca-Fe合金熔合实验研究