贗電容電極材料的制備及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、可持續(xù)新能源需求的增長(zhǎng)加快了電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備研究的步伐。電化學(xué)電容器，又名超級(jí)電容器，具有高功率密度，超長(zhǎng)循環(huán)壽命以及環(huán)境友好的特點(diǎn)，近年來(lái)被認(rèn)為是儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)之一，被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。作為超級(jí)電容器的核心，電極材料可分為碳材料，過(guò)渡金屬氧化物及導(dǎo)電聚合物。除了提高電極材料的比表面積，電極表面納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑也被認(rèn)為是一個(gè)有效提高電極材料性能的方法。因?yàn)榧{米結(jié)構(gòu)能夠增大電極反應(yīng)面積，提高電子傳遞及質(zhì)量傳輸效率。本論文中，我們采用構(gòu)筑納米結(jié)

2、構(gòu)的方法分別對(duì)三種贗電容電極材料的性能進(jìn)行了優(yōu)化。
　　采用兩步法在泡沫鎳上逐層構(gòu)筑Ni-Al水滑石，解決原位生長(zhǎng)過(guò)程中水滑石片易團(tuán)聚堆積的問(wèn)題。合成的水滑石具備開(kāi)放式大片狀結(jié)構(gòu)，能夠提高贗電容過(guò)程，使整體電極表面出優(yōu)異的電化學(xué)性能：最大比容量為397 F/g，1000次循環(huán)后比容量剩余80％。通過(guò)與一步法制備的水滑石電極及傳統(tǒng)涂覆法制備的水滑石粉末電極的電化學(xué)性能對(duì)比，突顯分步原位合成方法的優(yōu)勢(shì)。
　　采用簡(jiǎn)單的浸漬與電還

3、原相結(jié)合的方法將石墨烯成功包覆到泡沫鎳表面，通過(guò)酸刻蝕制備出具有一定機(jī)械強(qiáng)度的，低質(zhì)量密度且高電導(dǎo)率的三維石墨烯骨架。通過(guò)水熱法在骨架上生長(zhǎng)了高負(fù)載量的Co3O4片。復(fù)合電極的比容量為290 F/g，功率密度為2.5 kW/kg。
　　通過(guò)在二元金屬氧化物核殼結(jié)構(gòu)中插入高導(dǎo)電性物質(zhì)（聚吡咯）來(lái)優(yōu)化整體復(fù)合物的電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程從而達(dá)到提升電化學(xué)性能的目的。由于導(dǎo)電能力的提升，三元復(fù)合材料的電荷轉(zhuǎn)移電阻明顯降低，其電化學(xué)性能也有顯著的提高