PEDOT/RGO复合电极的制备及电化学性能研究文献综述

 2023-12-06 03:12

文献综述

一.摘要

石墨烯是由sp2杂化碳原子规整排列于蜂窝状点阵结构单元之中所形成的二维晶体。其具有高的比表面积,优异的力学性能及导电性能,其中导电性能受到石墨烯层的厚度,层间堆垛方式以及层间耦合作用的影响较大,如何克服石墨烯片层间的范德华力作用,得到分散状态良好的石墨烯是实现其应用于超级电容器或锂离子电池受到广泛关注。在导电聚合物中,聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)因其具有较好的环境稳定性和较高的导电性成为超级电容器电极材料的研究热点,但PEDOT也因其理论比容量低等缺点发展受到限制。将石墨烯与聚乙撑二氧噻吩进行复合,能发挥石墨烯的纳米尺寸效应,表面效应,协同效应,将其本身所具有的力学性能、电性能等赋予导电聚合物基体,并发挥导电聚合物快速冲放电、环境友好、成本低的特性,使复合电极的综合性能有极大提高,是一种很有前途的超级电容器电极材料[1]

关键词:PEDOT 石墨烯

二.背景

随着社会经济的发展,人们对绿色能源和生态环境越来越关注.超级电容器作为一种新型储能器件,日益受到重视,与目前广泛使用的各种储能器件相比,超级电容器电荷存储能力远高于物理电容器,充放电速度和交率又优于一次或二次电池,此外,超级电容器还具有对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点,超级电容器与氢动力汽车、混合动力汽车和电动汽车的发展密切要关,与燃料电池、锂离子电池等能量供给器件相结合,能够满足启动、爬坡等条件下的瞬时高功率需求。

而超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,其容量可达几百至上千法拉。与传统电容器相 比,它具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命;而与蓄电池相比,它又具有较高的比 功率,且对环境无污染。因此可以说,超级电容器是一种高效、实用、环保的能量存储装置。

其中聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)作为一类重要的导电聚合物,因其良好的导电性及优异的稳定性正受到人们越来越多的关注。目前,PEDOT在超级电容器和电化学传感领域的研究已有许多报导。 石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体,是富勒烯、碳纳米管、石墨在内的碳的同素异形体的基本组成单元。自2004年首次报道独立存在石墨烯以来,由于它在力学、热学、电学、光学等方面的优异性能,使之成为近年来化学、材料科学及物理学领域的研究热点。

三.石墨烯及PEDOT电极材料的相关研究

1.石墨烯

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