超級電容器電極材料的液相化學(xué)合成及性能研究.pdf

1、超級電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的一種新型儲能裝置,它融合了傳統(tǒng)電容器和二次電池的優(yōu)點,相比傳統(tǒng)電容器,超級電容器具有較高的能量密度,而跟二次電池相比,超級電容器也具有更高的功率密度以及更長的循環(huán)壽命。超級電容器是基于電極/界面的電化學(xué)過程,利用高比表面積活性物質(zhì)所形成雙電層電容或者快速的法拉第反應(yīng)形成的準(zhǔn)電容來存儲能量。
　　本文設(shè)計了簡單的合成路線,以水熱條件下葡萄糖的碳化合成碳球,避開了傳統(tǒng)的碳球表面改性及摻雜,

2、利用高溫處理使碳球形成分級結(jié)構(gòu),大大地增加了其比表面積。通過簡單的共沉淀方法合成了花簇形鈷酸鎳材料,該材料較高的比表面積使其具有較高的比電容量。此外,我們通過簡單的共沉淀方法合成了鐵酸鈷納米材料,并對其電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。具體工作歸納如下:
　　1.以葡萄糖為原料,160°C下水熱反應(yīng)4 h合成了表面光滑的碳球,碳球的直徑為400~500納米,隨后在氮氣保護(hù)下1300°C煅燒,使碳球表面形成分級結(jié)構(gòu)。電化學(xué)測試表明,經(jīng)高溫處理過

3、的碳球的比電容具有了明顯的提高。
　　2.以氯化鈷、氯化鎳和草酸鈉為原料,合成鎳和鈷摩爾比為1:2的共沉淀草酸鹽前驅(qū)物,然后在空氣中煅燒前驅(qū)物,獲得了花簇狀鈷酸鎳材料,研究了煅燒溫度對產(chǎn)物的影響。電化學(xué)測試表明經(jīng)400°C煅燒所獲得的產(chǎn)物的比容量為97.8 F g?1。
　　3.以氯化鐵和氯化鈷為原料,以聚乙二醇4000為表面活性劑,在乙酸鈉水溶液中200°C水熱反應(yīng)20 h合成了具有高比表面積的球形鐵酸鈷納米材料。我們通過