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超级电容器是一种电化学电容器,它作为一种新型储能装置而得到大家的广泛认同,它有很高的功率密度和循环充放电性能,工作范围广,绿色环保无污染,有广阔的应用前景。根据储能机制不同超级电容器可以分为双电层超级电容器和赝电容超级电容器。超级电容器主要电极材料有碳材料、导电聚合物、金属氧化物和它们的复合材料。石墨烯作为一种单原子层sp2杂化的二维碳材料,能够提供很高的比表面积、优异的导电性能;作为超级电容器材料,石墨烯具有良好的双电容性能和循环稳定性。镍的氢氧化物价格低廉同时具有很好的赝电容性能,但导电性不佳。因此通过将石墨烯和镍的氧化物复合,既能够提高电极的比电容又能改善电极的导电能力,发挥两种材料各自的优点,弥补不足,从而有望制备出具有优异电容性能的超级电容器复合电极材料。本文石墨烯采用改进的Hummer法,以膨胀石墨为原料进行氧化处理制备出氧化石墨,而后通过超声使氧化石墨烯剥离成具有一层或几层的氧化石墨烯片层,此时氧化石墨烯片层上有大量的含氧官能团。氢氧化镍采用水热一步法制备,通过改变反应温度、反应时间、反应物的配比制备出不同形貌及性能的氢氧化镍。确定水热反应最佳工艺条件为NaOH:NiCl2摩尔比1:1,140℃反应24小时;该材料制备的电容器电极在2mv/s的扫描速度下比电容达到670Fg-1。通过两种方法制备了石墨烯/氢氧化镍复合材料。一种是水热一步法,另一种是原位自组装法。采用水热一步法制备石墨烯/氢氧化镍复合材料、石墨烯在2mV/s的扫速下比电容分别为530和63Fg-1,比电容也较单一材料有所提升。原位自组装法是将制备的性能优良的氢氧化镍与氧化石墨烯超声混合,利用亚硫酸氢钠将氧化石墨烯还原为石墨烯,在还原的同时自组装捕捉氢氧化镍粒子,实现氢氧化镍粒子与石墨烯的复合。电化学测试发现复合后的复合材料比电容比单独的氢氧化镍和石墨烯有很大提升,在4A/g的条件下计算出石墨烯/氢氧化镍复合材料、氢氧化镍、石墨烯的比电容分别为264、120和32Fg-1;在2mv/s扫速下复合材料比电容高达921Fg-1。