3  结果与讨论 12

3.1  石墨烯/ MnOOH复合材料的表征 12

3.1.1  XRD 12

3.1.2  拉曼光谱 13

3.1.3  TEM 14

3.1.4  电化学性能测试 14

3.2  石墨烯/ MnO2-Ni(OH)2复合材料的表征 24

3.2.1  XRD 24

3.2.2  拉曼光谱 25

3.2.3  TEM 26

3.2.4  电化学性能测试 26

结论 30

致谢 30

参考文献 31 

1  绪论

随着社会的发展，能源问题日益突出，甚至成为限制社会可持续发展的瓶颈之一，因此新世纪中开发新能源成为人类面对的巨大挑战。目前风能、太阳能、潮汐能、地热能等这些可再生清洁能源都在不断开发利用中。据统计，目前全世界消耗的能量中有80%左右来自于化石燃料（如石油、天然气、煤等）的燃烧，正是如此大的需求量促发了能源危机。我们在使用不可再生能源的同时也对我们的环境造成难以弥补的伤害，破坏了生态系统的平衡[1]，这就迫使我们把开发新能源提上日程。但是仅仅靠开发新能源来取代化石燃料是远远不够的，没有高效的储能设备还是避免不了对能源的浪费，因此对能量存储的研究也迫在眉睫。电化学电源因其能量密度和能量转换效率高、无噪声污染、可随意组合、移动等优点而备受关注[2]。文献综述

近年来，锂电池、燃料电池、太阳能电池等已逐步在生活生产中得到应用，并且也一直在对它们的存储容量进行提高，但是这些储能器件的能量转换效率还是达不到理想要求。目前，超级电容器作为一种新的能量存储器件被人们开发，它是介于传统电容器和二次电池之间的新型储能装置，具有充电时间短、循环性能好等优点。最近它被应用到美国航空公司空中客车上，作为应急门的电源，这说明超级电容器的稳定性、可靠性已经被人们所认可。2010年上海世博会期间，为了实现低碳世博，园内交通工具都采用绿色能源，其中的1000辆新能源汽车中以超级电容器为电源的就有36辆。可以预见，超级电容器已经具备大规模生产的潜力，在未来生产生活中也将越来越普及。

1.1 超级电容器

1.1.1  概述

超级电容器的历史并不长，它来源于日本NEC公司20世纪60年代末生产的电容器产品—“SUPER-CAPACITOR”，是具有高能量和高密度的电容器产品的泛称。由于超级电容器的工作原理是电化学原理，因此超级电容器也称为电化学电容器（Electrochemical Capacitor）。超级电容器被发明后在60年代到90年代并没有很大的发展，但在过去的十年中，由于新型电极材料的出现，小孔中离子的行为被人们更进一步的了解，这使得超级电容器的性能得到了很大的提高[3]。

图1-1  不同储能器件的比功率~比能量图

从图中可以看出，超级电容器的比功率最大，但是比能量却很小。我们可以把这张图类比于行驶速度~里程图，比功率就相当于行驶速度，比能量就相当于充一次电能行驶的里程，斜线上标注的时间就是电容器放电时间。由此我们发现电容器的放电时间与其他储能装置的放电时间相差几个数量级，说明电容器的比能量还有待提高。