納米陣列復(fù)合電極材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器作為一種新興的儲(chǔ)能元器件，以其功率密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電速度快等優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多的關(guān)注。而決定超級(jí)電容器電化學(xué)性能的主要因素是電極材料，過(guò)渡金屬氧化物電極材料由于可以發(fā)生可逆的電化學(xué)反應(yīng)而具有明顯優(yōu)于碳材料的電容性能。相關(guān)研究表明，高度有序的納米陣列電極結(jié)構(gòu)具有較大的比表面積，優(yōu)良的導(dǎo)電性和高速的離子/電子傳輸通道等特點(diǎn)。同時(shí)，納米陣列電極用作超級(jí)電容器電極材料時(shí)，并不需要使用粘接劑和導(dǎo)電添加劑，可以有效提高活性材料的利

2、用率。當(dāng)進(jìn)行多種材料的復(fù)合設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)不同材料之間的協(xié)同效應(yīng)，可使納米復(fù)合材料具有優(yōu)于任一單相材料的性能。本文旨在合成不同一維納米陣列復(fù)合材料，以提高超級(jí)電容器的電化學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容由以下兩部分組成：
　　1、通過(guò)電化學(xué)陽(yáng)極氧化法首先在鈦片上制備了TiO2納米管陣列，并以此為基底，采用水熱法負(fù)載了MnO2納米顆粒。在制備過(guò)程中，將TiO2納米管在氫氣中進(jìn)行煅燒前處理后，制得的H-TiO2/MnO2復(fù)合材料具有更好的導(dǎo)電性。為了

3、進(jìn)一步增加材料的導(dǎo)電性，利用水熱法將在氫氣煅燒處理后的TiO2納米管進(jìn)行碳包覆，獲得的H-TiO2/C材料，不僅具有更高的電導(dǎo)率，同時(shí)也能很好的利用TiO2納米管的比表面積增大MnO2的負(fù)載量，提高M(jìn)nO2的利用率。H-TiO2/C/MnO2電極材料在0.5A g-1的電流密度下具有高達(dá)66.2mFcm-2(299.8F g-1)的比電容，并具有較好的循環(huán)性能，是性能優(yōu)異電極材料。
　　2、通過(guò)水熱法制備了NiCo2O4納米線陣列

4、，后又以此為基底分別采用水熱法、化學(xué)浴沉積法制備了NiCo2O4@MnO2，NiCo2O4@NiO納米線陣列復(fù)合電極。NiCo2O4納米線陣列基底，比表面積大、導(dǎo)電性好，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。NiCo2O4@MnO2復(fù)合材料，由于殼層負(fù)載的MnO2導(dǎo)電性差，結(jié)構(gòu)致密，限制了內(nèi)核NiCo2O4贗電容的發(fā)揮，導(dǎo)致NiCo2O4@MnO2復(fù)合材料的比電容較NiCo2O4有所下降。NiCo2O4@NiO復(fù)合物具有明顯優(yōu)于NiCo2O4、NiC