溶劑熱法制備金屬氧化物與活性炭的復(fù)合材料及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)電容器和鋰離子電池之間新型的儲(chǔ)能元件，具有能量傳遞快、功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)（＞105次）等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有競(jìng)爭(zhēng)力的儲(chǔ)能器件。超級(jí)電容器的一個(gè)很重要組成部分是電極，其性能是影響超級(jí)電容器性能的關(guān)鍵因素。
　　本文以活性炭、金屬鹽和沉淀劑為原料，通過(guò)溶劑熱法合成了金屬氧化物與活性炭和金屬氫氧化物與活性炭的復(fù)合材料。并采用XRD、SEM-EDS、FTIR、N2吸附-脫附曲線和TG-DSC等技術(shù)表征了所得復(fù)合材料的組

2、成與結(jié)構(gòu);用循環(huán)伏安法、恒流充放電法和交流阻抗法測(cè)量了復(fù)合材料的電化學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)采用FeCl3·6H2O、AC（石油焦活性炭）和沉淀劑NaOH溶劑熱合成了Fe2O3負(fù)載AC復(fù)合材料。所得復(fù)合材料具有高的比電容215 F/g(電流密度為1 A/g)和良好的倍率特性(40 A/g容量保持率達(dá)65.1％)。其優(yōu)良的電化學(xué)性能主要源自于Fe2O3納米顆粒的高贗電容特性和AC的高比表面積/導(dǎo)電性，為電子/離子傳輸和

3、離子存儲(chǔ)提供了高效的通道。
　　(2)采用四種不同沉淀劑NaOH、CH3COONa、HMT、CO(NH2)2,研究了沉淀劑種類(lèi)對(duì)復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響。XRD、SEM-EDS和TG分析表明，所制備的復(fù)合材料由α-Fe2O3（含量:48.1、47.9、44.2、44.3％）納米粒子負(fù)載在AC顆粒(～20μM)上而形成。同時(shí)，沉淀劑的種類(lèi)及其物質(zhì)的量對(duì)Fe2O3/AC復(fù)合材料的比電容具有顯著的影響。當(dāng)CH3COONa∶FeCl3的摩

4、爾比為9時(shí)，制備出的復(fù)合材料表現(xiàn)出最高的比電容240 F/g（電流密度1A/g）;當(dāng)NaOH∶FeCl3的摩爾比為1.5時(shí)，制備出的復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)良的倍率特性，在電流密度為1 A/g時(shí)，比電容為215 F/g，而電流密度為2、5、10、20和40 A/g時(shí)，容量保持率高達(dá)89.3、82.3、78.1、72.6和65.1％。
　　(3)以Co(NO3)2·6H2O、CO(NH2)2和AC為原料，利用溶劑熱法合成了Co(OH)2/A