论文部分内容阅读
超级电容器是一种新型的储能元件,它具有比传统电容器更高的能量密度和比电池更高的功率密度,有望实现高倍率放电。电极材料是决定超级电容器性能的最主要因素。超级电容器电极材料主要包括碳材料、导电聚合物和金属氧化物等。碳材料具有比表面积大、导电性高、化学稳定性高等优点,但比电容较低;导电聚合物和金属氧化物具有较大的比电容,但循环稳定性较差。因此添加碳材料至导电聚合物或金属氧化物制备其复合物,从而获得高性能超级电容器电极材料,已成为目前研究的热点。本论文制备了三种碳材料与金属氧化物的复合物材料,并对其形貌、结构以及电化学性能进行研究,具体研究内容如下:(1)采用KOH化学活化煤焦油渣,再在N2保护下高温煅烧制备具有三维结构且富氧的活性炭。采用简单的化学沉淀法制备活性炭与Fe3O4的复合物,并用作超级电容器电极材料。在1.0mol dm-3的Na2SO3溶液中测试了它的电化学性能,结果表明,Fe3O4/AC复合物的比电容在电流密度3.0A g-1时达到150Fg-1,远高于单独的Fe304和AC电极材料,并且Fe3O4/AC复合物具有较好的循环稳定性,完成1000次循环充放电后几乎没有发生比电容的衰减。(2)采用简单的水热合成法制备了FeMoO4/RGO复合物,并将其用作超级电容器电极材料。采用SEM和XRD对所制备材料的形貌和结构进行表征;通过循环伏安、计时电位和电化学阻抗法对所制备材料的电化学性能进行考察,电解液为1.0mol dm-3的Na2SO3溶液。结果表明,FeMoO4/RGO复合物的比电容在电流密度1.0Ag-1时达到135Fg-1远高于单独的FeMoO4和RGO电极材料,分别为96Fg-1和66Fg-1。而且相较FeMoO4和RGO, FeMoO4/RGO复合物具有更低的电阻和更长的循环稳定性。(3)采用浓硝酸和浓硫酸混合液回流处理碳纳米管,对其进行改性,采用简单的水热合成法制备NiCoFe2O4/CNT复合物,并对其电化学性能进行研究,电解液为6.0mol dm-3的KOH溶液。结果表明,NiCoFe2O4/CNT复合物的比电容在电流密度0.5Ag-1时达到145Fg-1,远高于单独的NiCoFe2O4和CNT电极材料,分别为121Fg-1和35Fg-1。而且NiCoFe2O4/CNT复合物在500次循环充放电后的比电容保持率达到85.8%。