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1、超級(jí)電容器和鋰離子電池是最有前景的環(huán)保型可再生能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化裝置,但是隨著它們?cè)诒銛y式電子器件和電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車中的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)其電化學(xué)存儲(chǔ)性能提出了更高的要求。眾所周知,電極材料是決定鋰離子電池和超級(jí)電容器性能優(yōu)劣的關(guān)鍵因素,因此大量的研究者們致力于開(kāi)發(fā)新一代高性能電極材料。鈷鎳基化合物具有價(jià)格低廉、來(lái)源豐富、理論比容量高等優(yōu)點(diǎn),是一種非常有前景的電極材料。三維自支撐復(fù)合體作為電極材料既可以縮短電子與離子的傳輸路徑,又能增大活性
2、材料與電解質(zhì)的有效接觸面積,從而有效地提高材料的電化學(xué)性能。
基于以上分析,本論文的研究?jī)?nèi)容分為以下三個(gè)部分:
1.泡沫鎳作為基底和鎳源,通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱方法,在其上原位生長(zhǎng)Ni3S2納米棒陣列,合成Ni3S2/NF復(fù)合體,這種三維自支撐復(fù)合材料可直接作為超級(jí)電容器的電極材料,在2 M KOH電解液中,電流密度為1 A g-1時(shí),復(fù)合體的比容量高達(dá)812 F g-1,具有較好的電化學(xué)性能。同時(shí)通過(guò)調(diào)控水熱溫度,研究了不
3、同水熱溫度對(duì)復(fù)合材料及其電化學(xué)性能的影響。
2.用“一步”水熱的方法制備出新型的NiCo2S4/碳布復(fù)合材料(NCS/CC),將其用作超級(jí)電容器電極材料進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,研究結(jié)果表明:NCS/CC復(fù)合材料擁有較高的放電比容量、優(yōu)異的倍率性能和穩(wěn)定的循環(huán)性能。在電流密度為1 Ag-1時(shí)比容量高達(dá)1411 F g-1,電流密度增大到20A g-1時(shí),比容量仍可達(dá)到1062 F g-1,在電流密度為20 A g-1時(shí)循環(huán)2000圈
4、,比容量可以達(dá)到初始容量的85.5%。
3.用簡(jiǎn)單的水熱及后續(xù)焙燒的合成方法,將具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的多孔NiCo2O4納米片生長(zhǎng)在導(dǎo)電碳布基底上(NCO-PSA/CC)。將其作為自支撐結(jié)構(gòu)的鋰離子電池負(fù)極,NCO-PSA/CC材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,包括高的比容量(在電流密度為500 mA g-1時(shí),首次放電容量為2090.8 mAh g-1,容量可以穩(wěn)定在1687.6 mAh g-1),優(yōu)異的倍率性能(6000 mA g-1時(shí)
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