高能量存储石墨烯基超级电容器的研制

项目名称

高能量存储石墨烯基超级电容器的研制

应用领域

汽车领域

联系人

李子炯

zijiongl@126.com

技术来源

河南省教育厅科学技术研究重点项目

国家发明专利

复合材料

超级电容器具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命，且对环境无污染，作为一种高效、实用、环保的能量存储装置正日益受到各国科学家的重视。目前各发达国家都把对超级电容器的研究列为国家重点战略研究项目，开展超级电容器电极材料、电解液等基础领域的研究具有重要的理论意义和现实意义。本项目组围绕石墨烯在超级电容器中的应用这一重要课题，从石墨烯复合材料的制备、表征、电化学性能测量、实验结果分析等方面展开系统的研究。本课题组采用一步水热方法使氧化锌纳米棒在石墨烯片表面生长，从而有效避免了Gr片的聚合。利用这一方法，我们成功制取了高质量的氧化锌石墨烯复合材料。项目的研究旨在就绝石墨烯超级电容器高能量存储的关键技术，推动其在电动汽车等领域的广泛应用。

技术指标：

利用该复合材料制备电极的比电容高达156Fg-1，5000次循环放电后的比电容仍能达到约146Fg-1，显示了极其优良的电化学性能。在5 mV /s的扫描速率下，相比于氧化锌纳米棒，纯石墨烯，石墨烯/氧化锌混合电极的比电容值（156F/g）大幅提高。

应用领域：

从石墨烯及相关纳米复合材料的制备、表征、电化学性能测量、实验结果分析等方面展开系统的研究，旨在通过技术手段在样品制备过程中尽量避免石墨烯的团聚，从而获得高性能的石墨烯材料，为石墨烯电极材料在超级电容器中的应用提供技术支持。

预期经济效益：

我们制备的高电导率氧化石墨烯材料的电导率可达~3.2×104 S m−1，可与纯的石墨材料相比拟。其电化学循环伏安得到在1M Na2SO4溶液中材料的比电容高达180F/g。另外，通过在氧化石墨热还原过程中加入氧化锌而制得纳米颗粒修饰的石墨烯复合材料(ZnO-Gr) 在5 mV /s的扫描速率下，比电容高达156Fg-1，5000次循环放电后的比电容仍能达到约146Fg-1，显示了极其优良的电化学性能。上述研究成果已经用于指导企业的一线生产当中，明显提高了产品的工作性能，取得了良好的经济效益。

投资规模：

投资规模在几万元至二十万元之间，要根据具体配置要求来定。

研究现状：

本系统已研发完毕。

合作形式、条件：

技术转让。