【摘 要】
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超级电容器具有功率密度高,循环寿命长,环境污染小等优点,其性能主要取决于电极材料。在众多的电极材料中,过渡金属硫化物MoS2具有稳定的结构,良好的循环稳定性被广泛关注。然而,单一MoS2实际得到的比电容较低,因此需要与其他电化学活性高的材料复合,通过多种材料之间的协同效应来提升MoS2的电容性能。本文通过电化学沉积法制备了MoS2薄膜材料,并将其作为基底分别与CoS和NiS材料复合,实现了MoS2
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超级电容器具有功率密度高,循环寿命长,环境污染小等优点,其性能主要取决于电极材料。在众多的电极材料中,过渡金属硫化物MoS2具有稳定的结构,良好的循环稳定性被广泛关注。然而,单一MoS2实际得到的比电容较低,因此需要与其他电化学活性高的材料复合,通过多种材料之间的协同效应来提升MoS2的电容性能。本文通过电化学沉积法制备了MoS2薄膜材料,并将其作为基底分别与CoS和NiS材料复合,实现了MoS2电化学性能的提升。本论文主要开展了以下三个方面的工作。1.利用电化学沉积法,以（NH4）2MoS4为原料在泡沫镍上制备了MoS2薄膜,并对该材料进行了结构表征和电容性能研究。三电极测试结果表明,当沉积时间为50 min时,MoS2-50电极材料的电容性能最佳。在1 m A/cm~2的电流密度下面积比电容为340m F/cm~2,1000次充放电测试后,电容保留率为80.5%。在两电极测试中,MoS2-50//MoS2-50超级电容器的能量密度和功率密度分别为5.83μWh/cm~2和524.97μW/cm~2,500次充放电之后,电容保留率仍可维持在66.4%。2.采用连续离子层吸附反应法,分别以Co Cl2和Na2S作为Co2+与S2-的离子源,在MoS2基底上吸附CoS,制备出MoS2/CoS复合材料,并对该复合材料进行结构表征和电化学性能测试。三电极测试结果得出,MoS2/CoS-9C电极材料的电容性能最佳,面积比电容可达到660 m F/cm~2,高于复合之前单一MoS2电极的面积比电容,1000次循环稳定性测试后,电容保留率达到84.7%。在两电极体系下,MoS2/CoS-9C//MoS2/CoS-9C超级电容器的功率密度为1345.22μW/cm~2时,能量密度可达到36.62μWh/cm~2,500次循环充放电后的电容保留率为73.3%,表现了良好的循环稳定性。3.采用连续离子层吸附反应法,以MoS2为基底,分别以NiCl2和Na2S为Ni2+和S2-离子源制备出MoS2/NiS复合材料,并对该复合材料进行结构表征与电化学性能测试。三电极测试结果表明,MoS2/NiS-7C电极的电容性能最佳,在1 m A/cm~2的电流密度下,面积比电容为721.43 m F/cm~2,明显高于复合前MoS2单电极的面积比电容。1000次循环稳定性测试后,电容保留率高达91.3%。MoS2/NiS-7C//MoS2/NiS-7C超级电容器测试结果表明,当功率密度为1500μW/cm~2时,能量密度为30μWh/cm~2,在500次充放电测试后,电容保留率为82.2%,展现了良好的应用前景。
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