石墨烯復合Co3O4及類石墨烯結構MoS2超級電容性質的研究.pdf

1、超級電容器,是一種新型的儲能裝置,它具有快速充放電、高功率密度、超長循環(huán)壽命、環(huán)境友好等特點,具有非常廣泛的應用領域和良好的應用前景。其中,電極材料是決定超級電容器性能的核心因素之一。而紙質電極作為一種新型的輕便式電極,它的優(yōu)勢在于柔韌性和機械強度良好,而且省掉了集流體、導電劑、粘結劑,能夠相對增大電極材料活性物質的比重,提高體積電容。本文的主要研究內容如下:
　　(1)采用混合溶劑下超聲剝離的方法制備MoS2納米片的分散液,通過

2、結構表征和電化學測試,得出結論,MoS2呈現良好的片層結構,并以多層(4-5層)納米片形態(tài)存在。MoS2納米片單電極的比容量達到127F·g-1,時間常數可以達到0.4ms,即為頻率在2500Hz左右,MoS2納米片具有較好的濾波性能。
　　(2)采用改進后的Hummers氧化法制備了氧化石墨烯(GO),并對其在不同溶劑中的分散性、表觀形態(tài)、電化學性能進行研究。結果表明,GO具有良好的分散性,GO單電極的最大比容量為184F·g-

3、1,1000次充放電循環(huán)以后,GO的比容量降低為171F·g-1,即為循環(huán)前的93.3％,當放電電流密度從1.25A·g-1增加到5A·g-1時,GO的比容量基本沒有發(fā)生變化,GO具有非常好的循環(huán)穩(wěn)定性。將MoS2分散液與GO分散液按照體積比1:1均勻混合后,用砂芯漏斗抽濾的方法制備得到MoS2/GO紙電極,具有良好的柔韌性和機械強度。MoS2/GO紙電極的最大比容量為119F·g-1。值得注意的是,通過恒流充放電測試顯示它具有明顯的電

4、池特性。
　　(3)采用水熱合成法制備了Co3O4納米顆粒,并采用物理混合法及化學原位復合法分別制備了RGO/Co3O4(RC)以及CTAB-RGO/Co3O4(CRC)。XRD測試結果表明,我們制備得到的是純的結晶物。通過電化學測試,可以得出在2MKOH溶液中,Co3O4、RC、CRC最大比容量分別為289F·g-1,486F·g-1,776.3F·g-1。CRC在2MKOH溶液中,當放電電流密度為1.5A·g-1,0.5A·g