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随着社会经济以及科学技术突飞猛进的发展,能源的使用成为人类发展过程中不可或缺的关键部分。随着时间的推移,部分不可再生能源不仅开采殆尽,而且在其消耗过程中产生了不可忽视的环境问题。超级电容器是一种环保性能优异、功率密度大、操作过程安全且循环稳定性高的新型能源存储设备。然而,较低的能量密度是限制其在实际应用中不容忽视的技术瓶颈问题。由能量密度的计算可得,比电容和电位窗口的大小是影响能量密度的直接因素。石墨烯(Gr)是一种电导率高、比表面积大且电化学性能稳定的双电层电容材料。聚苯胺(PANI)则为法拉第赝电容较高的导电聚合物。为了最大限度的发挥好自支撑Gr和PANI之间良好的协同效应,本文主要以提高材料的比电容和改善能量密度为切入点,探索了Gr/PANI复合材料简单的制备工艺及其电化学性能。以石墨纸(GP)与苯胺单体(An)为原料,结合电化学剥离和电化学沉积过程,一步合成Gr/PANI复合材料。由形貌分析得,PANI以纳米线状的形貌负载到褶皱的Gr表面,以颗粒状分布在GP表面。由电化学性能测试得,在电流密度为0.5 A/g时,Gr/PANI复合材料中基于PANI的比电容达到419 F/g,其大于石墨纸/聚苯胺(GP/PANI)中基于PANI的比电容(158 F/g)。当电流密度由0.5 A/g增加到10 A/g时,Gr/PANI复合材料的电容保持率为72%,而GP/PANI仅为49%。10000次循环测试后Gr/PANI复合材料的电容值仍能保持初始值的87%。利用对氨基苯磺酸将电化学剥离获得的Gr进行功能化处理获得功能化石墨烯(FGr),并以FGr为基体电化学沉积An单体形成功能化石墨烯/聚苯胺(FGr/PANI)。在0.5 A/g时,FGr/PANI复合材料中基于PANI的比电容为792 F/g,未功能化处理复合材料(NFGr/PANI)中基于PANI的比电容为594 F/g。此结果证实了功能化处理后的Gr结构更有利于An单体的聚合反应。当电流密度由0.5~10 A/g变化时,FGr/PANI复合材料的电容保持率达到98%,而NFGr/PANI复合材料的电容保持率仅为71%。以FGr/PANI复合材料作为超级电容器电极材料,并组装成对称型超级电容器,其能量密度和功率密度最高分别可达25.65 Wh/kg、2250 W/kg。10000次循环测试后,其电容保持率为85.7%。该FGr/PANI复合材料的储能稳定性较好,在超级电容器的应用领域具有较高的研究价值。