鉬酸鎳復合電極材料的制備及其在超級電容器中的應用.pdf

1、隨著科技和社會的迅速發(fā)展，人們對高性能電源的需求量越來越大。在此背景下，超級電容器因具有比功率高、充放電速率快、循環(huán)壽命長，無污染等許多顯著優(yōu)勢，因此在汽車、電力、國防、消費電子品等方面有著巨大的應用價值和市場潛力。然而受限于較低的能量密度，超級電容器的發(fā)展受到了制約。因此，研究和開發(fā)性能優(yōu)良的電極材料成為發(fā)展超級電容器的關(guān)鍵。NiMoO4因具有較好的電化學性能、價廉和對環(huán)境友好等優(yōu)點逐漸受到研究者的關(guān)注，但當前鉬酸鎳電極材料依然存在實

2、際比電容相對理論值較低，較差的循環(huán)壽命和倍率性能等問題。
　　鑒于復合電極材料能使各個組分材料發(fā)揮出各自的優(yōu)勢，彌補單一材料的不足，起到協(xié)同增效的作用。因此，本論文考慮將NiMoO4與四氧化三鉆或石墨烯進行復合，研制新型NiMoO4復合電極材料，并對其結(jié)構(gòu)和電化學性能進行了系統(tǒng)研究。具體內(nèi)容如下:
　　1、以柔軟，價廉及高導電率的碳布作為集流體，通過兩步水熱及焙燒的方法在碳纖維上均勻附著生長三維Co3O4@NiMoO4核殼式

3、納米陣列，從而得到整體式工作電極。Co3O4@NiMoO4的核殼結(jié)構(gòu)可以大大增加電極材料的比表面積，促進電解液與電極物質(zhì)的充分接觸和快速擴散，而且這種三維結(jié)構(gòu)和直接生長的方式也有利于電化學反應過程中電子傳輸。電化學測試表明:該三維結(jié)構(gòu)復合電極在3 mA cm-2電流密度下的面積比容為3.61 F cm-2,同時當電流密度增大到15 mA cm-2時，面積比容的保持率為82％，表現(xiàn)出具有良好的倍率性能;另外經(jīng)交流阻抗測試表明，該復合電極具

4、有較低的電子轉(zhuǎn)移阻抗;而且在15 mA cm-2電流密度下經(jīng)過2500次循環(huán)后，該復合電極材料還能保持85％的面積比電容，表現(xiàn)出了良好的充放電穩(wěn)定性。
　　2、通過水熱法一步合成了NiMoO4納米線/還原氧化石墨烯(rGO)復合材料。與空白NiMoO4納米線(873F g-1)相比，NiMoO4/rGO復合材料在1 Ag-1放電電流密度下的比電容增至1202 Fg-1,且表現(xiàn)出更好的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。結(jié)合XRD、SEM、TEM