超级电容器电极材料的制备及其电化学性能的研究

【摘要】： 超级电容器作为一种性能卓越的致密能源,其性能主要由电极材料决定。本论文以获得高性能的超级电容器电极材料为目标,研究了电极材料的特殊形态结构对其电化学性能的影响,主要研究内容有: 采用KOH活化法对活性炭进行改性处理,结果表明:活性炭电极活化后的比电容比活化前高出约25F/g,且具有良好的循环性能。 采用模板法结合水热反应制备介孔氧化镍,研究了反应物浓度、表面活性剂的选择、水热温度及水热时间等反应条件对生成物形貌的影响。最佳反应条件下制备的介孔NiO电极与普通沉淀法制备的NiO电极首次放电比电容分别为235.5F/g、189.0F/g,400次循环后分别衰减到227.3F/g、171.9F/g。 以制备介孔氧化镍的水热反应条件为基础来制备介孔硫化钴并对其进行了表征。介孔CoS电极与普通沉淀法制备的CoS电极首次放电比电容分别为398.7F/g、309.2F/g,400次循环后分别衰减到335.6F/g、250.4F/g。 采用水热反应制备纳米二氧化锰,研究了水热温度、加入表面活性剂及水热时间等反应条件对产物形貌的影响。最佳反应条件下的纳米MnO_2与普通沉淀法制备的MnO_2电极首次放电比电容分别为226.2F/g、165.6F/g,400次循环后分别衰减到213.1F/g、136.7F/g。 本论文所制备的三种电极材料的电化学性能均比对应普通沉淀法制备电极的性能好。在这三种材料中,介孔CoS电极比电容比其它两种电极高出约160F/g～170F/g,但其循环性能、稳定性、导电性均较差,这说明对于硫化钴的研究需要进一步深入。介孔NiO、纳米MnO_2电极的循环性能、导电性较好,具备超级电容器电极材料所需的良好性能。因此,本论文对超级电容器电极材料的理论研究和实际应用具有一定的参考价值。