超级电容器电极材料的液相化学合成及性能研究

来源 :安徽师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fairboy2000
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超级电容器是一种介于传统电容器和二次电池之间的一种新型储能装置,它融合了传统电容器和二次电池的优点,相比传统电容器,超级电容器具有较高的能量密度,而跟二次电池相比,超级电容器也具有更高的功率密度以及更长的循环寿命。超级电容器是基于电极/界面的电化学过程,利用高比表面积活性物质所形成双电层电容或者快速的法拉第反应形成的准电容来存储能量。  本文设计了简单的合成路线,以水热条件下葡萄糖的碳化合成碳球,避开了传统的碳球表面改性及掺杂,利用高温处理使碳球形成分级结构,大大地增加了其比表面积。通过简单的共沉淀方法合成了花簇形钴酸镍材料,该材料较高的比表面积使其具有较高的比电容量。此外,我们通过简单的共沉淀方法合成了铁酸钴纳米材料,并对其电化学性能进行了研究。具体工作归纳如下:  1.以葡萄糖为原料,160°C下水热反应4 h合成了表面光滑的碳球,碳球的直径为400~500纳米,随后在氮气保护下1300°C煅烧,使碳球表面形成分级结构。电化学测试表明,经高温处理过的碳球的比电容具有了明显的提高。  2.以氯化钴、氯化镍和草酸钠为原料,合成镍和钴摩尔比为1:2的共沉淀草酸盐前驱物,然后在空气中煅烧前驱物,获得了花簇状钴酸镍材料,研究了煅烧温度对产物的影响。电化学测试表明经400°C煅烧所获得的产物的比容量为97.8 F g?1。  3.以氯化铁和氯化钴为原料,以聚乙二醇4000为表面活性剂,在乙酸钠水溶液中200°C水热反应20 h合成了具有高比表面积的球形铁酸钴纳米材料。我们通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对产物的组成和形貌进行了表征,而且通过循环伏安法以及恒电流充放电对产物的超电容性能进行了测试。
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