NiCo-BH@TiC-CNF復(fù)合材料的制備及在超級(jí)電容器中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)發(fā)可再生清潔能源裝置已引起廣泛關(guān)注。在這些能源裝置中超級(jí)電容器因其循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電速度快、高功率密度等優(yōu)點(diǎn)而具有廣闊的應(yīng)用前景。然而電極材料的自身特性及結(jié)構(gòu)常常限制了超級(jí)電容器的性能，因此制備高性能超級(jí)電容器電極材料一直是研究的重點(diǎn)。碳材料因其大的比表面積、良好的導(dǎo)電性、可控的孔結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)而引起了研究者的廣泛關(guān)注，然而由于其儲(chǔ)能機(jī)理的限制，使其電化學(xué)性能受限。過(guò)渡金屬氫氧化物或金屬氧化物有

2、高的理論容量引起了廣泛研究，然而其導(dǎo)電性差、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等因素大大降低了其實(shí)際電化學(xué)性能。為了尋求高性能的超級(jí)電容器電極材料，本文通過(guò)靜電紡絲及碳化技術(shù)，成功地制備了三維自支撐柔性的碳化鈦/碳復(fù)合納米纖維材料(TiC/CNF)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行了表征；以TiC/CNF復(fù)合納米纖維材料為基底，經(jīng)過(guò)微波輔助加熱的方法制備了柔性碳化鈦/碳與氫氧化鎳鈷復(fù)合納米纖維材料(NiCo-BH@TiC/CNF)，并以NiCo-BH@TiC/CNF為電容

3、器電極材料探討了其電化學(xué)性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以四氯化鈦(TiCl4)、聚丙烯腈(PAN)、硝酸鎳(Ni(NO3)2)和二甲基甲酰胺(DMF)為原料配制含鈦的聚合物溶液，經(jīng)靜電紡絲法制備含鈦的聚合物納米纖維，高溫碳熱還原得到均一的 TiC/CNF復(fù)合納米纖維布，該復(fù)合納米纖維布具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和柔性。復(fù)合納米纖維布的電導(dǎo)率高達(dá)25.0 S/cm，比相同條件下制備的CNF纖維布的電導(dǎo)率高，并在彎曲60次后TiC/CNF復(fù)

4、合纖維布的電導(dǎo)率有96％的保留率，即使彎曲200次后，TiC/CNF復(fù)合纖維布的電導(dǎo)率仍有40%的保留率。⑵以TiC/CNF復(fù)合纖維布為基底，利用微波輔助加熱的方法合成了柔性、自支撐多孔的NiCo-BH@TiC/CNF復(fù)合材料。在優(yōu)化條件后，復(fù)合納米材料展現(xiàn)出優(yōu)異的比容量、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。尤其是基于 NiCo-BH41@TiC/CNF復(fù)合電極材料制備的復(fù)合超級(jí)電容器有高的能量密度55.93Whkg-1和功率密度18300 Wkg-