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超级电容器,是一种新型的储能装置,它具有快速充放电、高功率密度、超长循环寿命、环境友好等特点,具有非常广泛的应用领域和良好的应用前景。其中,电极材料是决定超级电容器性能的核心因素之一。而纸质电极作为一种新型的轻便式电极,它的优势在于柔韧性和机械强度良好,而且省掉了集流体、导电剂、粘结剂,能够相对增大电极材料活性物质的比重,提高体积电容。本文的主要研究内容如下:(1)采用混合溶剂下超声剥离的方法制备MoS2纳米片的分散液,通过结构表征和电化学测试,得出结论,MoS2呈现良好的片层结构,并以多层(4-5层)纳米片形态存在。MoS2纳米片单电极的比容量达到127F·g-1,时间常数可以达到0.4ms,即为频率在2500Hz左右,MoS2纳米片具有较好的滤波性能。(2)采用改进后的Hummers氧化法制备了氧化石墨烯(GO),并对其在不同溶剂中的分散性、表观形态、电化学性能进行研究。结果表明,GO具有良好的分散性,GO单电极的最大比容量为184F·g-1,1000次充放电循环以后,GO的比容量降低为171F·g-1,即为循环前的93.3%,当放电电流密度从1.25A·g-1增加到5A·g-1时,GO的比容量基本没有发生变化,GO具有非常好的循环稳定性。将MoS2分散液与GO分散液按照体积比1:1均匀混合后,用砂芯漏斗抽滤的方法制备得到MoS2/GO纸电极,具有良好的柔韧性和机械强度。MoS2/GO纸电极的最大比容量为119F·g-1。值得注意的是,通过恒流充放电测试显示它具有明显的电池特性。(3)采用水热合成法制备了Co3O4纳米颗粒,并采用物理混合法及化学原位复合法分别制备了RGO/Co3O4(RC)以及CTAB-RGO/Co3O4(CRC)。XRD测试结果表明,我们制备得到的是纯的结晶物。通过电化学测试,可以得出在2MKOH溶液中,Co3O4、RC、CRC最大比容量分别为289F·g-1,486F·g-1,776.3F·g-1。CRC在2MKOH溶液中,当放电电流密度为1.5A·g-1,0.5A·g-1,0.15A·g-1时比容量分别为643.5F·g-1,690.2F·g-1,776.3F·g-1。1000次充放电循环以后CRC的比容量增大了17%,RC的比容量稍微有所降低,Co3O4的比容量则降低了20%左右,说明复合物单电极稳定性要远远高于Co3O4电极的稳定性,且需要更长的时间使得电解液离子浸入其中,充分发挥其电容性。