石墨烯的制备及其超级电容性能

张勇^1,2，陈腾飞¹，张建³，黄淑荣⁴，高海丽¹，王力臻¹，宋延华^1,2，张林森¹，李晓峰¹

1. 郑州轻工业学院材料与化学工程学院2. 河南省表界面科学重点实验室3. 中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司机械动力公司4. 中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司精修站

摘 要：以鳞片石墨为原料,采用化学氧化还原法制备了高品质的石墨烯.借助X射线衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察、氮气吸附--脱附实验、恒流充放电实验、循环伏安法和交流阻抗谱技术对石墨烯的结构、形貌、表面性能和超级电容性能进行了系统研究.X射线衍射、扫描电镜和透射电镜结果表明,石墨烯整体上呈现无序结构,外观具有蓬松、透明的薄纱状及本征性皱褶,其BET比表面积为14.2m2·g-1,总孔容为0.06cm3·g-1,平均孔径为17.3nm.交流阻抗谱测试结果表明,石墨烯电极具有较小的阻抗,其等效串联电阻为0.16Ω,电荷传递电阻为0.55Ω.恒流充放电和循环伏安测试结果显示:石墨烯电极具有良好的功率特性和循环稳定性,电容特征显著.在2、5、10和20mV·s-1扫描速度下的放电比电容分别为123、113、101和89 F·g-1;即使是50mV·s-1的高扫速,放电比电容仍可达69F·g-1.

关键词：石墨烯;无序结构;制备;电化学行为;电容器;