2.2  材料的制备 9

2.2.1  金属盐溶液的制备 9

2.2.2  氧化石墨烯溶液的制备 10

2.2.3  实验步骤与内容 10

2.3  分析表征方法 11

2.3.1 X 射线衍射（XRD）表征 11

2.3.2 扫描电镜（SEM）表征 12

2.3.3  电化学性能测试 12

3 实验结果与分析 15

3.1 XRD 测试分析 15

3.2 SEM 测试分析 17

3.3  循环伏安曲线 19

3.4  恒流充放电测试 23

结论 26

致谢 27

参考文献 28

1 绪论

1.1 引言

随着科学技术的发展，人们对于他们所使用的能源的要求也越来越高。在过去的几 十年里，人们对传统能源:煤炭资源、石油资源、天然气资源、和其它能源的使用也越来 越倾向于改善,但这些都是短时间内不能够再生的常规能源，而且在使用这些能源时，还 会产生不可避免的污染。因此那些高效、绿色、可再生的能源越发受到人们的青睐。

其中电能得到了人们越来越多的关注，负载高输出功率、高充放电效率、长循环寿 命、高循环稳定性的新型储能电源的超级电容器应运而生。因为这些原因，超级电容器 在航天航空，通讯信息技术，电动汽车，消费类电子电源等行业有着举足轻重的作用。 图 1.1[1]是超级电容器和电池的主要性能比较。由图中可以看出，相比于锂离子电池，氢 镍电池，铅酸电池，超级电容器在快速充电方面，实用性，比容量，功率成本，安全性， 效率等方面都比其它三种电池更有优势。

电极材料是在超级电容器的构成中起着举足轻重的作用，它能够决定超级电容器的 性能。由于超级电容器两极采用的电极材料的不同情况能够分成两种不同的类型：对称 型，非对称型。

顾名思义，对称型超级电容器中所配置的的两个电极都是相同安装的，所使用的电 极材料也是相同的，对称型超级电容器也可以被认为是双电层电容器。

但是非对称型超级电容器的两个电极有所不同：阴极和阳极的电位是不同的，用作 电极的材料也是不一样的，即电容器的一个电极为双电层电极，而另一个电极为赝电容 电极。非对称超电容器比传统电容器具有更高的特定能量，并且具有比次级电池更高的 功率[2]。

图 1.1 超级电容器和电池的主要性能比较

1.2 超级电容器的技术发展

超级电容器原来在分类中是属于普通电化学储能设备。超级电容器刚开始出现是叫 特级电容器，是特指某种特定高比量容设备，后来经过一定的发展，才被超级电容器这 个名词取代[3]。

自从 1990 年以来，随着对电动汽车用大功率、高能量电容器-电池混合电源的需求 的不断增加，对于电容器的研究也得到了快速的发展。

1997 年，俄罗斯 ESMA 公司投入人力物力对电容器进行研究开发，得到一种非对称 电容器，它由两个不同材料的电极构成，一个是活性碳电极，另一个是氧化镍电极，它 的电解质溶液为浓碱水。这个电容器的特点是，氧化镍电极的容量远远大于活性碳电极 的容量，前者是后者的三到十倍，该电容器比以前类似的装置的输出能量高出很多[4]。