1. 研究目的与意义
在对便携式能量存储技术日益增长的需求的驱动下，广泛的研究社区致力于开发各种柔性电子产品，如可弯曲晶体管、可穿戴传感装置和可折叠的有机发光二极管。超级电容器是一种具有法拉第级别的电容量、较宽的工作温度范围、长使用寿命等优点的介于化学电池和常规电容器之间的新型储能元件，是极具潜力的新一代的产品[1]。至2011年为止，美国、俄罗斯、日本的产品占据了大部分的超级电容器市场，此时的电容器大部分材料可分为：碳材料、金属氧化物以及复合材料。在未来，超级电容器的会主要向提高电极材料的利用率和降低电极材料的成本的方向发展[2]。
在通过对超级电容器和双电层电容器的研究，吴中和张新波在2017年研究发现：（1）超级电容器电容电极材料和碳材料复合可以改善其化学性能。（2）增加碳材料和电解液的接触面积可以很好地改善超级电容器的电化学性能。（3）一体化电极的制备可以有效的避免常规电极制备过程中不能导电的粘结剂加入[3]。现在超级电容器的主要材料之一石墨烯因为其独特的二维结构，在新能源领域得到广泛的应用，而其优良的导电性能和极大的比表面积（理论值可达2600 m2·g-1）使其适合作为复合材料的基础材料。honma在2009年提出石墨烯可以增强含sno2的锂离子电池的储电能力。与此同时，nakamura也在2009年提出石墨烯对铂纳米团簇电化学活性有促进作用，由此可见石墨烯在能源行业的受欢迎程度[4]。
同样作为新型材料的氢氧化镍也受到了众人的青睐，王淑红等人在2005年对氢氧化镍和活性炭作为电极材料进行测试，分别用恒流充放电测试和循环伏安测试两种方法对氢氧化镍的充放电性能进行测验，结果表明当含有30%导电碳黑的氢氧化镍作为正极时，电容器的性能最好，其比容量达到450f·g-1。这相比氢氧化钾来说，氢氧化镍的充放电性能好得更多[5]。同时黄庆华等人在2007年也做了类似的实验：他们通过化学沉淀掺杂法制得了β-ni(oh)2-ac的复合材料，然后通过了对不同含量的氢氧化镍进行恒流充放电测试，最后知道当氢氧化镍摄入量在6 %时复合电极的单电极比电容最高。而且针对β-ni(oh)2-ac复合型超级电容器而言，其拥有较好的循环充放电性能，比电容能达到330.7 f/g，相对ac/ac超级电容器而言提高了34.6%，并且拥有较优良的阻抗特性[6]。而这一结论与2016年周亚非等人的实验结论大致一致[7]。
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容：
1.制备氧化石墨烯
2.合成β-ni(oh)2 /石墨烯纳米复合材料
3. 研究的方法与步骤
大致步骤：
1.氧化石墨烯的制备
将6 g石墨与3 g硝酸钠放入三口烧瓶中机械搅拌10 min，在均匀搅拌后缓慢加入36 g高锰酸钾冰水浴1 h。升温35℃反应4 h，在冰水浴中缓慢加水250 ml产生紫色的高锰酸钾气体。将混合物移入1l烧杯，加入500 ml水，搅拌缓慢加入h2o2直至溶液变为亮黄色并无气体溢出。将最后产物用盐酸在8000 r/min的条件下离心洗涤10 min，洗涤完成后再用无水乙醇洗涤3次后干燥12 h纺丝。
4. 参考文献
[1]刘小军,卢永周.超级电容器综述[j].西安文理学院学报(自然科学版),2011,14(02):69-73.
[2]张熊,马衍伟.电化学超级电容器电极材料的研究进展[j].物理,2011,40(10):656-663.
[3]吴中,张新波.高容量超级电容器电极材料的设计与制备[j].物理化学学报,2017,33(02):305-313.
5. 计划与进度安排
1.1-4周查找资料，撰写开题报告
2.5-12周进行实验
3.13-16周完成毕业论文
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