鋅基氧化物納米纖維的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器具有快速充/放電、功率密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為新時(shí)代最具潛力的儲(chǔ)能器件之一，有效地解決了能源短缺等問題。眾所周知，超級(jí)電容器的電極材料是影響其應(yīng)用性能的關(guān)鍵因素，因此，制備具有高性能的電極材料成為當(dāng)今研究工作的重中之重。本論文主要以鋅基氧化物為主要材料，設(shè)計(jì)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的高性能電極材料。對(duì)所制備的電極材料的微觀形貌結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)探究，說明其電化學(xué)儲(chǔ)能機(jī)制及協(xié)同作用的原理。同時(shí)，將制備的電極組裝為非對(duì)稱

2、電容器，證明合成的材料具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本論文為日后超級(jí)電容器的研究提供較為有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）采用靜電紡絲法和水熱法相結(jié)合，制備具有核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的ZnO@Ni(OH)2電極材料。該電極材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，如較高的比容量（在2mV·s-1掃速下其比容量可達(dá)2218F·g-1），即使在較高掃速下，仍表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能。此外，以ZnO@Ni(OH)2為正極、多孔碳纖維（PCF）為負(fù)

3、極將其組裝成非對(duì)稱電容器。當(dāng)功率密度為129.7W·kg-1時(shí)，能量密度可達(dá)57.6Wh·kg-1。因此，ZnO@Ni(OH)2電極材料具有較大的潛力作為高性能的能量存儲(chǔ)裝置。
　?。?）通過沉淀法直接將NiS2納米粒子生長(zhǎng)在ZnO納米纖維表面，得到的ZnO@NiS2核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有較高的比容量，在2mV·s-1掃速下其比電容為2170F·g-1，在200mV·s-1掃速下循環(huán)5000圈后，容量保持率為83％。以ZnO@NiS2為

4、正極、PCF為負(fù)極，組裝成全固態(tài)非對(duì)稱電容器，在功率密度為223.8W·kg-1時(shí)，其能量密度為49.7Wh·kg-1，證明其具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　?。?）采用簡(jiǎn)單水熱方法將ZnCo2O4納米針直接生長(zhǎng)在多孔碳纖維上（PCF），得到具有核殼結(jié)構(gòu)的PCF@ZnCo2O4復(fù)合材料。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)充分利用了PCF優(yōu)良的導(dǎo)電性以及ZnCo2O4高比電容的特性，得到柔性、無(wú)粘合劑及導(dǎo)電材料的超級(jí)電容器電極。在2mV·s-1掃速下，其比容量