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能源是人类社会发展进步的重要基础,能源的开发和利用一直贯穿着人类社会的发展历史,直接关系到人类社会的生存与可持续发展。随着能源消耗持续增长,可利用的化石能源日益枯竭,同时化石能源的大量开发和利用造成了严重的环境污染和生态破坏,迫使人类必须开发新型高效的储能材料与器件。电化学电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型环保储能器件,具有比传统电容器高的能量密度和比电池高的功率密度,是一种高效环保的能源存储器件。随着当今电子设备正呈现出轻薄化和柔性化的发展趋势,开发出具有重量轻、成本低、体积小、电化学性能优异和加工性能优良的柔性电化学电容器及其电极材料具有重要的意义。本课题选择以棉织物为基底,通过在其表面构筑双电层和赝电容材料,探索其在纺织纤维基柔性电化学电容器电极材料中的应用。课题的研究内容包括:(1)利用棉织物,通过浸渍-烘干方法在棉织物上负载GO,然后分别用NaBH4化学还原和热还原方法将GO还原为石墨烯,制备出石墨烯/棉布复合织物电极材料。利用NaBH4化学还原法制备的石墨烯/棉布复合织物电极材料,研究了合成条件对材料结构和电化学性能的影响。制备的石墨烯/棉布复合织物电极材料的方阻最低可达560?/sq,在扫描速率为5mV/s,电压窗口为0-1.0V时比电容为40F/g,经过1000次充放电循环之后比电容保持率为90%。用热还原法制备的石墨烯/棉布复合织物电极材料,详细研究了还原气氛、温度和时间等因素对电极材料结构和电化学性能的影响。在H2气氛下得到的石墨烯/棉布复合织物电极的方阻最低可达3k?/sq。在H2气氛下得到的石墨烯/棉布复合织物的比电容可以达到17F/g。通过热还原法制备的石墨烯/棉布复合电极具有很好的稳定性,在经过1000次充放电循环后比电容可以保持在原来的95%。(2)利用NaBH4化学还原法制备的石墨烯/棉布复合织物为基底,通过化学沉淀方法制备出Co-NiLDH/石墨烯/棉布复合织物电极材料。详细研究了合成条件对电极材料的结果和电化学性能的影响。Co/Ni摩尔比为2:3时制备的Co-Ni LDH/石墨烯/棉布复合电极材料在扫描速率为5mV/s时,其比电容为578F/g,并且具有良好的柔性性能。以制备的Co-Ni LDH/石墨烯/棉布复合织物电极材料和石墨烯/棉布复合织物电极材料分别作为正负极,Na2SO4溶液作为电解质溶液,组装成Co-Ni LDH/石墨烯/棉布//石墨烯/棉布非对称电化学电容器,其比电容可达238F/g,能量密度可达18Wh/Kg。(3)利用NaBH4化学还原法制备的石墨烯/棉布复合织物为基底,通过电化学沉积方法,制备出MnO2/石墨烯/棉布复合织物电极材料。详细研究了合成条件对电极材料的结果和电化学性能的影响。MnO2/石墨烯/棉布复合织物电极材料在扫描速率为5mV/s时,比电容可达693F/g。为了进一步提高MnO2/石墨烯/棉布复合电极材料的电化学性能,在MnO2/石墨烯/棉布复合织物电极材料表面进一步电沉积聚吡咯,制备聚吡咯/MnO2/石墨烯/棉布复合织物电极材料,电极材料的电化学稳定性具有明显的提高,在经过3000次恒流充放电循环之后比电容损失量约为3%。