鎳鈷硫（硒）基超級電容器電極材料制備及其性能研究.pdf

1、超級電容器作為一種重要的能源儲存與轉換的器件，因其具有高功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性高、充放電速度快、環(huán)境友好等特點而具有重要應用前景。而電極材料的性能是超級電容器性能的決定性影響因素之一。目前，因電極材料反應的不同的機理，電極材料可分為提供雙電層電容的電極材料及提供贗電容的電極材料。石墨烯作為一種碳材料，具有導電性好、化學穩(wěn)定性好、理論上具有2630m2g-1的比表面積等優(yōu)點是一類重要的雙電層電極材料，但靠其材料表面上的雙電層提供的比電容是有

2、限的；而依靠法拉第氧化還原反應提供的比電容的過渡金屬氧化物，其比電容比碳材料要高，但是導電性低會直接導致倍率性能差，這限制其應用。碳材料的比電容低與過渡金屬化合物的導電性差是當前超級電容器電極材料發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)。
　　為了解決以上問題，本文通過將制備具有三維結構的石墨烯與比電容更大的鎳鈷雙金屬硫化物復合，通過協(xié)同作用既能提高復合電極材料的導電性，又能提高其比電容，彌補二者的不足而發(fā)揮兩種材料的優(yōu)點，制備出具有優(yōu)異性能的電極材料

3、；本文進一步在鎳鈷雙金屬電極材料體系中引入導電性更佳的Se元素，研究NiCoSe電極材料的性能。
　　首先，將簡易的冰模板法制備的三維氧化石墨烯在400℃及H2/Ar混合氣氛下還原后保持了冰粒的結構，具有豐富的介孔及大孔結構。該三維石墨烯（3D RGO）在0.2A/g的電流密度下具有265Fg-1的比電容，在電流密度增大到25倍(5A/g)下經(jīng)3000次多循環(huán)后比電容保持了95.7％，且在電流密度增大到100A/g時其比電容保持了

4、51.7%。
　　通過電泳沉積法在泡沫鎳（NF）上沉積具有三維結構的氧化石墨烯納米片，并采用冰模板法中性能優(yōu)異的還原條件制備3D RGO/NF，3D RGO改變了NF的表面形貌，并作為基底材料為NiCoS的沉積提供了更大的表面積及提高了整體材料的導電性。電化學沉積的NiCoS具有多孔及花簇狀的結構，NiCoS/NF/RGO電極材料在10A/g的電流密度下具有2643F/g的比電容，且在50A/g的大電流密度下進行2500次多循環(huán)性

5、能測試，比電容保持了84.22%（損失了15.78%）。說明該電極材料具有優(yōu)異的電化學性能。
　　本文進一步通過電化沉積法制備了NiCoSe電極材料，電化學沉積法避免了粉體活性物質(zhì)在使用過程中采用粘結劑來制備電極，提高了材料的整體性及導電性，且電化學沉積制備的NiCoSe電極材料具有超薄的納米片搭接的孔洞結構，這增加了電解液進出的通道，又增大了發(fā)生氧化還原反應的活性位點，使整體電極材料發(fā)揮出更加優(yōu)異的電化學性能。通過條件優(yōu)化制備出