钴/镍基超级电容器电极材料的制备及其性能研究

• 作 者: 刘方方
• 出 处: 西北师范大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 钴镍基电极材料 核-壳结构 纳米花状 超级电容器

近年来,人们对清洁、高效、可持续能源需求的日益增长,促使研究者加快了对清洁能源储存和转化技术的研究。其中,超级电容器因具有充放电速度快、功率密度高和循环寿命长等优点,被认为是最有应用前景的能量存储设备之一。因此,对超级电容器电极材料的研究具有非常重要的意义。钴/镍基化合物因具有理想的赝电容性质而成为重要的超级电容器电极材料。本论文以发展高性能的钴/镍基超级电容器电极材料为目的,主要研究内容包括了以下三部分:（1）以甲基橙为模板制备了聚吡咯（PPY）纳米管;通过简单的溶液搅拌将CoFe₂O₄、NiSe₂和CoSe₂同时负载到PPY纳米管上,制备了三元金属复合材料PPY@TMC。和单一组分CoFe₂O₄,NiSe₂或CoSe₂相比,PPY@TMC复合材料表现出了高比电容,在电流密度为1 A/g时,比电容为804 F/g。该电极材料同时表现出了优异的循环稳定性,在电流密度为2 A/g时,充放电循环1200次,比电容保持了初始值的87.6%。（2）通过简单的一步低温水热法合成了均匀的具有球形花状结构的Ni（OH）₂/Co（OH）₂电极材料（记作NCOH）。该电极材料在电流密度为1 A/g时,其比电容达到了1502 F/g。该电极材料同时表现出了优异的循环稳定性,在电流密度为20 A/g时,充放电循环2800次,比电容保持了初始值的61.2%。（3）以KIT-6分子筛为模板,通过真空浸渍法制备出孔道结构丰富、比表面积高的三维有序介孔Co₃O₄电极材料。和普通浸渍法及无模板制备的Co₃O₄相比,所得材料的电化学性能有明显提高。当电流密度为1 A/g时,其比电容达到了245 F/g。该电极材料同时表现出了优异的循环稳定性,在电流密度为3 A/g时,充放电循环2000次,比电容保持了初始值的83.3%。