Co3O4-石墨烯和Co(OH)2-石墨烯復合材料的制備及電化學性能.pdf

1、超級電容器是近年來得到較廣泛研究的新型儲能裝置，其能量密度比傳統(tǒng)電容器高，功率密度比電池大，同時具有循環(huán)壽命長、充放電效率高等優(yōu)勢，廣泛應用于生活中的各個領域。而超級電容器的研究側重于其電極材料，其種類有:碳材料、過渡金屬氧化物/氫氧化物和導電聚合物。在超級電容器的應用中，這些材料都有各自的優(yōu)點和缺點。碳材料的導電性很強，但比容量較小;過渡金屬氧化物物/氫氧化物擁有很大的比容量，但其循環(huán)穩(wěn)定性差、導電性弱，因此，充分利用碳材料和金屬氧化

2、物物/氫氧化物間的協(xié)同作用是提高電容性能的有效途徑之一。
　　本論文采用簡單的水熱合成法制備Co(OH)2/石墨烯和Co3O4/石墨烯復合材料，首先采用先水熱合成再煅燒的方法制備Co3O4/石墨烯復合材料，討論了水熱合成溫度、CoCl2·6H2O添加量和合成時間對復合材料物理性能和電化學性能的影響，并將Co3O4/石墨烯復合材料與相同條件下制備的純Co3O4作比較。通過對三組實驗得到的復合材料的物理性能和電化學性能比較，得出制備C

3、o3O4/石墨烯復合材料的最優(yōu)條件是:3mmolCoCl2·6H2O、反應溫度95℃、反應時間8h。在最優(yōu)條件下制備的復合材料Co3O4/石墨烯的比容量和氧化還原性能比純Co3O4電極都有了顯著的提高。在充放電電流密度0.5A/g下比容量有444F/g，即使電流密度增大到2A/g，電容量仍能保持400F/g以上;循環(huán)穩(wěn)定性好、庫倫效率高，1A/g電流密度下連續(xù)充放電測試顯示，1500次充放電后比容量仍能維持在56％以上，庫倫效率在90％

4、以上，這要歸結于復合材料獨特的介孔結構，還有石墨烯與Co3O4之間的協(xié)同作用。
　　以抗壞血酸為還原劑，采用水熱合成法制備Co(OH)2/石墨烯復合材料，討論了CoCl2·6H2O添加量、水熱合成溫度和合成時間對復合材料的影響，并將Co(OH)2/石墨烯復合材料與同等條件下制備的純Co(OH)2作比較。電化學性能測試結果顯示，當添加4mmolCoCl2·6H2O，于120℃恒溫下反應時間8h時能得到電化學性能最優(yōu)的Co(OH)2/