三维多孔碳纳米管-还原氧化石墨烯复合气凝胶应用于高性能对称超级电容器

编号：CYYJ03974

篇名：三维多孔碳纳米管-还原氧化石墨烯复合气凝胶应用于高性能对称超级电容器

作者：杨小龙 王晨淏 卢振杰 潘书刚 付永胜 汪信

关键词： 羟基化碳纳米管 氧化石墨烯 水热合成 三维气凝胶 超级电容器

机构： 南京理工大学 常州工学院

摘要： 以羟基化的碳纳米管(CNT-OH)和自制的氧化石墨烯(GO)为原料,通过氧化还原自组装的水热合成策略制备了碳纳米管-还原氧化石墨烯(CNTs-rGO)三维气凝胶,并探究了水热温度对三维气凝胶的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)对材料的结构、形貌进行了表征,并对其进行电化学性能测试。其中,在140℃下合成的气凝胶CNTs-rGO展示了最佳的电化学性能,在1 A·g-1电流密度下的比电容高达294.65 F·g-1,循环伏安曲线在50 mV·s-1扫速下的形状仍然近似于矩形,展示了良好的可逆性。将其作为正极和负极材料组装的对称超级电容器在功率密度为249.8 W·kg-1时的最大能量密度为3.744 Wh·kg-1,在1 A·g-1下循环10 000次后,其电容保持率和库仑效率均约为100%。优异的电化学性能主要归因于CNTs-rGO复合材料疏松多孔的三维立体结构,这保证了离子的快速运输,同时CNTs和rGO的交联结构提高了电导率,充分发挥了CNTs和rGO的化学和电学性能。