三维网状石墨烯的制备及其在超级电容器中的应用

刘艳云，张 东

（同济大学材料科学与工程学院，上海 200092）

随着经济快速发展与人口数量的急剧增加，传统能源日渐短缺，因此，人类将注意力投向高效率、可循环利用的新能源。超级电容器是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能装置，其容量可达几百至上千法拉。同传统的电容器和二次电池相比，超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高，并具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点[1-5]。超级电容器因其卓越的性能被视为21世纪最有希望的新型绿色能源之一。

炭材料比表面积高、导电能力好、化学性质稳定、容易成型，同时价格低廉、原料来源广泛，是超级电容器领域应用最广泛的电极材料。新型炭材料二维石墨烯的发现，以其优异的物理化学性质迅速引起了超级电容器研究人员的强烈兴趣[6-12]。石墨烯在超级电容器中的出色表现主要是由于石墨烯具有高的比表面积、良好的导电性和开放的表面，有利于电极材料/电解质双电层界面的形成。但二维石墨烯表面能较高，容易发生团聚，与它相比，三维网状石墨烯稳定性好，比表面积大且利用率高，能增加电解质对电极材料的浸润性，相关研究也已证明三维石墨烯可以提高电极储能能力[13-14]，但是如何高效、低廉地制备三维网状石墨烯仍然是科研工作者所面临的一项重要挑战。

本工作用一种简单高效的办法以氧化石墨……