基于石墨烯的全固態(tài)平面超級電容器研究.pdf

1、隨著小型化和可穿戴式電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，人們對微型存儲系統(tǒng)的需求日益迫切。平面超級電容器在保證高儲能密度、高充放電速率和良好循環(huán)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，可與便攜式電子產(chǎn)品高度兼容，實現(xiàn)了微型儲能器件功能集成化的要求。石墨烯是由sp2雜化碳原子結(jié)合形成的單原子層二維薄膜，作為凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的新成員，因其獨特的力學(xué)性能和電學(xué)性能，能夠滿足儲能器件對電極材料的所有要求。
　　本文基于化學(xué)氣相沉積法原理，通過探究不同生長條件對石墨烯薄膜質(zhì)量的影響

2、，得到最佳制備工藝參數(shù)。實驗結(jié)果表明:在低壓條件下，石墨烯隨著生長時間、生長溫度和碳源濃度的增加而增厚。單層石墨烯的生長條件為:在1000℃的恒溫狀態(tài)下，通入流量為35sccm的CH4生長30min，該條件下所得薄膜透光率為95.2％，薄膜方阻為155.75Ω/sq。多層石墨烯生長條件為:在1000℃的恒溫狀態(tài)下，通入流量為35sccm的CH4生長60min;在1000℃生長溫度下，65sccm的CH4流量，生長30min得到的多層石墨

3、烯擁有較小方阻約為60.28Ω/sq，但薄膜表面均一性較差。通過多次轉(zhuǎn)移單層石墨烯得到的多層石墨烯薄膜，在波長為550nm的可見光處的透光率為97.2％，比在1000℃生長溫度下，35sccm的CH4流量，10sccm的H2流量的條件下生長30min得到的單層石墨烯透光性能好，但阻值較高。
　　用自制和購買的單層、多層石墨烯薄膜作為平面超級電容器電極，制備全固態(tài)平面超級電容器，通過循環(huán)伏安測試探究其超級電容特性。實驗結(jié)果表明:隨著

4、掃描速率的減小，平面超級電容器的循環(huán)伏安特性曲線越接近梭形，器件的電化學(xué)性能越好。當(dāng)掃描速率為20mVs-1時，自制單層石墨烯超級電容器的面積比電容為62.924mFcm-2，能量密度為320.117mWhcm-3，遠大于購買單層石墨烯超級電容器性能值;當(dāng)掃描速率為100mVs-1時，購買的多層石墨烯超級電容器的面積比電容為23.642mFcm-2，能量密度為47.511mWhcm-3，遠大于購買的單層石墨烯超級電容器性能值;當(dāng)掃描速率