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第 10 期 孙 立，等: 氮掺杂多孔石墨碳的制备及储能特性 ·1661·

1.3.2 二电极系统测试 定的影响。
以 NPGC 材料为正负电极，6 mol/L KOH 溶液 2.2 Raman 分析
为水系电解液或 1 mol/L Et 4 NBF 4 -PC 为有机系电解 样品的 Raman 光谱图见图 2。
液，聚丙烯作为隔膜，组装成 2032 扣式电池。并对
制备的超级电容器的储能特性进行测试。其中，能
量密度（E,单位 J）的计算公式为 [17] ：
2
E = 1/2(CU ) （2）
式中：C 为电容器的比电容量，F/g；U 为电容器的
操作电压，V。
功率密度（P）的计算公式为 [17] ：
P = E/Δt （3）
式中：E 为能量密度，(W·h)/kg；Δt 为放电时间，s。

2 结果与讨论

2.1 XRD 分析
样品的 XRD 图见图 1。

图 2 PC、NPC、GC、NPGC（a）和 NPGC-1、NPGC-3
（b）的 Raman 谱图
Fig. 2 Raman spectra of PC, NPC, GC and NPGC (a),
NPGC-1 and NPGC-3 (b)

如图 2a 所示，NPGC 具有 3 个特征峰，D-band
1
1
（1366 cm ）、G-band（1632 cm ）和 2D-band
1
（2753 cm ）；其中，碳材料不规则变化和有缺陷
振动会产生 D-band 峰，而 G-band 归属于六方晶体
2
中 sp 轨道的振动峰。可以利用 G 带峰和 D 带峰的
相对强度之比（I G /I D ）来评估碳材料的石墨化程度，
I G /I D 越大，说明材料的石墨化程度越高 [14] 。其中，
样品 GC 和 NPGC 的 I G /I D 分别为 3.15 和 2.84，说明

样品 GC 和 NPGC 石墨化程度较好。此外，样品 PC
图 1 PC、NPC、GC、NPGC（a）和 NPGC-1、NPGC-3
（b）的 XRD 谱图 和 NPC 的 I G /I D 仅为 1.03 和 1.22，其值远远低于 GC
Fig. 1 XRD patterns of PC, NPC, GC and NPGC (a), 和 NPGC。进一步验证了氯化镍的加入提升了样品
NPGC-1 and NPGC-3 (b) 的石墨化程度。如图 2b 所示，NPGC-1、NPGC-3

由图 1a 可见，样品 GC 和 NPGC 在 2θ=26.6 的 I G /I D 分别为 3.65、2.42，可以看到，随着海带加
处出现了很强的衍射峰，对应于石墨化碳的(002)晶 入量的增加，I G /I D 逐渐降低。说明随着海带量的增
面 [13] 。与之相比，PC 和 NPC 的 XRD 图在 2θ=26.6 加，材料的石墨化程度逐渐降低。Raman 的测试结
处并无明显的衍射峰，表明样品石墨化不明显。说 果与 XRD 分析结果一致。
明样品经过氯化镍处理后可以明显地提高碳材料的 2.3 物理吸附-脱附分析
石墨化程度。由图 1b 可以看到，随着海带加入量的 优异的电极材料不但具有适宜的石墨化强度还
增加，样品 的石墨化程 度逐渐降低 （ NPGC-1> 具有高的比表面积。样品的氮气吸附-脱附等温曲线
NPGC-3），说明海带加入量对材料石墨化程度有一 以及相应的 NLDFT 孔径分布曲线见图 3。