溶劑熱法制備金屬氧化物與活性炭的復(fù)合材料及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、超級電容器是介于傳統(tǒng)電容器和鋰離子電池之間新型的儲能元件，具有能量傳遞快、功率密度高、循環(huán)壽命長（＞105次）等優(yōu)點，是一種具有競爭力的儲能器件。超級電容器的一個很重要組成部分是電極，其性能是影響超級電容器性能的關(guān)鍵因素。
　　本文以活性炭、金屬鹽和沉淀劑為原料，通過溶劑熱法合成了金屬氧化物與活性炭和金屬氫氧化物與活性炭的復(fù)合材料。并采用XRD、SEM-EDS、FTIR、N2吸附-脫附曲線和TG-DSC等技術(shù)表征了所得復(fù)合材料的組

2、成與結(jié)構(gòu);用循環(huán)伏安法、恒流充放電法和交流阻抗法測量了復(fù)合材料的電化學(xué)性能。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用FeCl3·6H2O、AC（石油焦活性炭）和沉淀劑NaOH溶劑熱合成了Fe2O3負(fù)載AC復(fù)合材料。所得復(fù)合材料具有高的比電容215 F/g(電流密度為1 A/g)和良好的倍率特性(40 A/g容量保持率達(dá)65.1％)。其優(yōu)良的電化學(xué)性能主要源自于Fe2O3納米顆粒的高贗電容特性和AC的高比表面積/導(dǎo)電性，為電子/離子傳輸和

3、離子存儲提供了高效的通道。
　　(2)采用四種不同沉淀劑NaOH、CH3COONa、HMT、CO(NH2)2,研究了沉淀劑種類對復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響。XRD、SEM-EDS和TG分析表明，所制備的復(fù)合材料由α-Fe2O3（含量:48.1、47.9、44.2、44.3％）納米粒子負(fù)載在AC顆粒(～20μM)上而形成。同時，沉淀劑的種類及其物質(zhì)的量對Fe2O3/AC復(fù)合材料的比電容具有顯著的影響。當(dāng)CH3COONa∶FeCl3的摩

4、爾比為9時，制備出的復(fù)合材料表現(xiàn)出最高的比電容240 F/g（電流密度1A/g）;當(dāng)NaOH∶FeCl3的摩爾比為1.5時，制備出的復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)良的倍率特性，在電流密度為1 A/g時，比電容為215 F/g，而電流密度為2、5、10、20和40 A/g時，容量保持率高達(dá)89.3、82.3、78.1、72.6和65.1％。
　　(3)以Co(NO3)2·6H2O、CO(NH2)2和AC為原料，利用溶劑熱法合成了Co(OH)2/A