近幾十年來，眾多學者致力于電能存儲裝置的技術開發與應用基礎研究。對于以循環壽命及功率密度見長的電容器研發及利用，經歷了由20世紀70年代推出的僅具有數法拉容量的雙電層電容器向電化學電容器(靜電或法拉第電能存儲過程)的重大轉變。其中，新型的雙電層電容器多以高比表面積的多孔碳材料做電極，充電時電極/溶液界面處的電容值約為16~50 μF/cm2，電極電容達10~100 F/g[1]。具有贗電容活性的材料氧化態發生變化，能量儲存靠電子遷移完成，一般而言，電極電容是同重量或體積的碳雙電層電容的10~100倍。
比表面積，孔徑大小及分布、石墨微晶取向、表面官能團的種類及含量等特性都會影響碳材料在雙電層電容器領域的應用[2]?；钚蕴坑捎诰哂型怀龅谋缺砻娣e(1000~2000 m2/g)，在雙電層碳電極中備受青睞，但過小的孔徑(<0.5nm)對溶劑離子的吸附和對雙電層電容的貢獻極為有限。具有特殊孔結構、均一孔徑的介孔碳材料則一定程度上能提高碳電極的倍率性能[3]。碳納米管具有獨特的金屬或半導體導電性，獨特的中空結構和交互纏繞的網狀結構，常用作添加劑改善電極性能[4]。石墨烯具有良好的導電性和可觀的理論比表面積(2600 m2/g)，其片層結構的排列方式和團聚狀態是影響其電容儲能應用的重要因素，將石墨烯或其衍生物用于電容器電極及如何克服石墨烯片層間范德華力，提高比表面積利用率的報道層出不窮[5, 6]。通過綠色化學路徑，由葡萄糖經水熱反應可制備碳球，碳球單獨用于電化學性能測試的報道較少，Yang和Lei[7, 8]等報道了利用碳球表面官能團錨定電活性金屬納米顆?；蜃鳛槭┢瑢咏Y構的空間阻隔劑構造特殊的三維結構應用于催化或電化學領域。
贗電容材料通常指可發生法拉第氧化還原的金屬氧化物、氫氧化物或導電高分子，如RuO2，IrO2，Co3O4，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩等。其中，無定型RuO2能達到高比容量(650 F/g，1300 F/cm3)[9]，但倍率性能通常不如人意，本課題組前期對RuO2/石墨烯復合材料進行了探究[10]，現考慮引入其它顆?；蚬軤畹奶疾牧现苽淙獜秃喜牧?，構造三維離子、質子快速傳遞通道，提高復合材料的綜合電化學性能。
本文主要研究了活性炭(AC)、介孔碳(CMK)、碳納米管(CNT)和碳微球(CS)四類碳材料對石墨
聲明：
“碳材料改性石墨烯/RuO2復合材料的制備與電化學性能研究” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：中南大學
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2025年07月09日 ~ 11日 
