鎳基超級(jí)電容器復(fù)合材料的制備及其性能的研究.pdf

1、隨著化石能源的枯竭和日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，需迫切尋找綠色可再生能源和替代能源。與傳統(tǒng)電池相比，超級(jí)電容器以其自身的優(yōu)勢(shì)而被眾所周知，其優(yōu)點(diǎn)包括快速充電容量、循環(huán)壽命長(zhǎng)、和高的功率密度。超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車電源、便攜式儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)記憶存儲(chǔ)系統(tǒng)等方面呈現(xiàn)了較好的應(yīng)用前景。超級(jí)電容器是主要由集流體、隔膜、電極材料和電解質(zhì)組成，其中，電極材料中起著重要作用。電極材料不僅確定超級(jí)電容器的類型，而且對(duì)超級(jí)電容器的電化學(xué)性能有著重要影響。為了提高活性

2、物質(zhì)的性能，就從形態(tài)和結(jié)構(gòu)方面出發(fā)進(jìn)行制備。另一方面，由于協(xié)同效應(yīng)，復(fù)合是可用的另一種方式來(lái)提高單一活性材料的電化學(xué)性能。本文分別通過(guò)采用干燥浸泡法和一步水熱法，以泡沫鎳(Nickel foam，NF)為基底來(lái)制備三維石墨烯Ag/泡沫鎳復(fù)合材料，花狀Ni3S2-Co9S8電極材料和棒狀Ni3S2-MoS2復(fù)合材料，對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行了表征和分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用改進(jìn)的Hummer法制備氧化石墨，通過(guò)干燥浸泡法制備三

3、維石墨烯Ag/泡沫鎳復(fù)合材料，對(duì)其物相、形貌和組成進(jìn)行了分析，研究了復(fù)合材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，復(fù)合材料呈疏松多孔結(jié)構(gòu)，Ag直徑為200nm，電流密度為5 mA/cm2時(shí)初次比容量為1.59 F/cm2，循環(huán)1000次后為初始容量的70％，循環(huán)穩(wěn)定性良好。⑵利用溶劑熱法制備出了花狀Ni3S2-Co9S8電極材料，對(duì)其物相、形貌和組成進(jìn)行了分析。該材料的電化學(xué)性能也通過(guò)循環(huán)伏安測(cè)試、恒電流充放電測(cè)試和交流阻抗測(cè)試，其呈現(xiàn)了極好的電化學(xué)

4、性能，其在5mA/cm2的電流密度下，首次放電容量為5.37F/cm2，循環(huán)1000次后，保留了首次放電容量的92.0%。⑶通過(guò)溶劑熱法成功的制備出了棒狀Ni3S2-MoS2復(fù)合材料。通過(guò)X射線衍射、X射線光電子能譜、掃描電鏡和電化學(xué)工作站等對(duì)電極材料的物相組成、形態(tài)結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)C16H33(CH3)3NBr的量為0.365 g時(shí)。所制備的復(fù)合材料具有較好的電化學(xué)性能，其在5mA/cm2的電流密度下，首