贗電容電極材料的制備及其電化學性能的研究.pdf

1、可持續(xù)新能源需求的增長加快了電化學儲能設備研究的步伐。電化學電容器，又名超級電容器，具有高功率密度，超長循環(huán)壽命以及環(huán)境友好的特點，近年來被認為是儲能關鍵技術之一，被廣泛應用在各個領域。作為超級電容器的核心，電極材料可分為碳材料，過渡金屬氧化物及導電聚合物。除了提高電極材料的比表面積，電極表面納米結構的構筑也被認為是一個有效提高電極材料性能的方法。因為納米結構能夠增大電極反應面積，提高電子傳遞及質量傳輸效率。本論文中，我們采用構筑納米結

2、構的方法分別對三種贗電容電極材料的性能進行了優(yōu)化。
　　采用兩步法在泡沫鎳上逐層構筑Ni-Al水滑石，解決原位生長過程中水滑石片易團聚堆積的問題。合成的水滑石具備開放式大片狀結構，能夠提高贗電容過程，使整體電極表面出優(yōu)異的電化學性能：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性能對比，突顯分步原位合成方法的優(yōu)勢。
　　采用簡單的浸漬與電還

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