納米陣列復合電極材料的制備及其電化學性能研究.pdf

1、超級電容器作為一種新興的儲能元器件，以其功率密度大、循環(huán)壽命長、充放電速度快等優(yōu)點，受到越來越多的關注。而決定超級電容器電化學性能的主要因素是電極材料，過渡金屬氧化物電極材料由于可以發(fā)生可逆的電化學反應而具有明顯優(yōu)于碳材料的電容性能。相關研究表明，高度有序的納米陣列電極結(jié)構(gòu)具有較大的比表面積，優(yōu)良的導電性和高速的離子/電子傳輸通道等特點。同時，納米陣列電極用作超級電容器電極材料時，并不需要使用粘接劑和導電添加劑，可以有效提高活性材料的利

2、用率。當進行多種材料的復合設計時，通過不同材料之間的協(xié)同效應，可使納米復合材料具有優(yōu)于任一單相材料的性能。本文旨在合成不同一維納米陣列復合材料，以提高超級電容器的電化學性能。主要研究內(nèi)容由以下兩部分組成：
　　1、通過電化學陽極氧化法首先在鈦片上制備了TiO2納米管陣列，并以此為基底，采用水熱法負載了MnO2納米顆粒。在制備過程中，將TiO2納米管在氫氣中進行煅燒前處理后，制得的H-TiO2/MnO2復合材料具有更好的導電性。為了

3、進一步增加材料的導電性，利用水熱法將在氫氣煅燒處理后的TiO2納米管進行碳包覆，獲得的H-TiO2/C材料，不僅具有更高的電導率，同時也能很好的利用TiO2納米管的比表面積增大MnO2的負載量，提高MnO2的利用率。H-TiO2/C/MnO2電極材料在0.5A g-1的電流密度下具有高達66.2mFcm-2(299.8F g-1)的比電容，并具有較好的循環(huán)性能，是性能優(yōu)異電極材料。
　　2、通過水熱法制備了NiCo2O4納米線陣列

4、，后又以此為基底分別采用水熱法、化學浴沉積法制備了NiCo2O4@MnO2，NiCo2O4@NiO納米線陣列復合電極。NiCo2O4納米線陣列基底，比表面積大、導電性好，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。NiCo2O4@MnO2復合材料，由于殼層負載的MnO2導電性差，結(jié)構(gòu)致密，限制了內(nèi)核NiCo2O4贗電容的發(fā)揮，導致NiCo2O4@MnO2復合材料的比電容較NiCo2O4有所下降。NiCo2O4@NiO復合物具有明顯優(yōu)于NiCo2O4、NiC