分级结构的FeCo2S4阵列的制备及其超级电容器性能的研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ericxinstar
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随着当今社会经济的快速发展,地球上的不可再生能源已逐渐枯竭。超级电容器作为一种新型的储能设备,它的出现为解决上述问题提供了一个新途径。目前,很多新兴的超级电容器电极材料逐渐涌现,其中二元过渡金属硫化物因其丰富的氧化还原活性以及优异的导电性引起了人们广泛关注。FeCo2S4有多种价态的离子可以丰富氧化还原反应。为了提高FeCo2S4超级电容器性能,本论文主要开展了以下两方面工作。具体内容如下:(1)采用水热法合成Fe-Co纳米片阵列,再将其退火处理得到FeCo2O4纳米片阵列,进一步硫化得到微米片上锚定有纳米片的分级结构的FeCo2S4阵列。分级结构的FeCo2S4提供了大的电化学比表面积和便利的电子离子传输通道,因而表现了优异的超级电容器性能。在5 mA cm-2下达到2488.5 F g-1(7.66 F cm-2)的高比电容,并在5000次循环后具有95.67%的电容保持率,具有出色的循环稳定性。此外,组装了FeCo2S4//AC的混合超级电容器,在功率密度为803.44 W kg-1时能量密度为44.89 W h kg-1。这项工作表明分级FeCo2S4纳米片阵列在电化学能量存储实际应用方面很有前景。(2)为了进一步提高超级电容器性能,将分级结构的FeCo2S4纳米片阵列浸泡在NaBH4溶液中进行还原处理制备R-FeCo2S4。R-FeCo2S4保持了原有的分级结构。电化学测试发现经NaBH4处理后,R-FeCo2S4的电极电化学性能明显提高。这是因为样品在处理过程中增加了大量缺陷。NaBH4水溶液处理的FeCo2S4(R-(H2O)-FeCo2S4)电容值在5 mA cm-2达到了6.29 F cm-2,循环3500次后具有92.60%的电容保持率。R-(H2O)-FeCo2S4//AC器件在功率密度为404.08 W kg-1时最大能量密度为57.88 W h kg-1
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