鈷化合物超級電容器復合電極材料的制備及其性能研究.pdf

1、超級電容器的研究主要集中在高性能電極材料和電解質(zhì)的制備上。本文選定有序中孔炭為載體、硝酸鈷為鈷源,采用浸漬–溶劑熱法,制備了鈷化合物/有序中孔炭超級電容器復合電極材料。采用氮氣等溫吸附脫附、X射線衍射(XRD)和電子透射電鏡(TEM)對復合電極材料的微觀結(jié)構(gòu)和形貌進行了分析,并采用循環(huán)伏安法(CV)和恒電流充放電等技術(shù)測試其電化學性能。在此基礎(chǔ)上探討了材料的結(jié)構(gòu)與其電化學性能的關(guān)系。
　　N2吸附脫附測試表明,有序中孔炭(OMC)

2、材料具有豐富的中孔結(jié)構(gòu)和集中的中孔分布。合成的鈷化合物/有序中孔炭超級電容器復合電極材料為載體結(jié)構(gòu)的反復制體,具有較高的比表面積及孔容。XRD研究發(fā)現(xiàn),通過浸漬–溶劑熱法硝酸鈷在OMC的孔道中進行原位反應后,生成了一種衍射峰較寬、顆粒尺寸很小,材料的一部分形態(tài)屬于非晶態(tài)的堿式硝酸鈷,而用焙燒法得到的是結(jié)晶性高的Co3O4晶體。TEM測試發(fā)現(xiàn)OMC具有CMK–3典型的排列有序且孔徑均一的二維六方孔有序孔道結(jié)構(gòu),納米級金屬化合物填充到OMC

3、的有序孔道中使得復合材料的結(jié)構(gòu)中同時存在有序和無序結(jié)構(gòu)。
　　采用單因素研究方法研究有序中孔炭的負載量、溶劑熱溫度和溶劑熱時間對復合材料電化學性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)上述三個因素條件對復合電極材料的比電容有很大影響。在有序中孔炭的負載量為20％,溶劑熱溫度為175℃,溶劑熱時間為4h條件下,制備的超級電容器復合電極材料組裝成電極進行電化學性能測試,在電解質(zhì)為6mol/L的KOH溶液的三電極體系中,掃描速率為5mV/s時,單電極的比電容