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超级电容器相比传统电容器具有更高的比能量,比二次电池具有更突出的比功率。因其成本低,充电时间短,功率密度高以及循环寿命长等特点引起了人们的极大关注。超级电容器的性能主要取决于电极材料,开发高效、廉价的电极材料对超级电容器的发展至关重要。因过渡金属硫化物用作超级电容器的电极材料时具有很好的导电性和比较高的理论比电容,故本文运用简单的水热法和快速的微波法制备了一系列过渡金属硫化物材料,并对它们的电化学性能进行了测试。测试结果表明,所制备的过渡金属硫化物材料具有较好的电化学性能,主要内容概述如下:(1)通过一步水热方法制备硫化镍钴/还原氧化石墨烯(Ni Co2S4@RGO)复合材料,采用红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等对复合材料的结构和形貌进行了表征;采用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)和电化学阻抗(EIS)等测试方法对Ni Co2S4@RGO复合电极材料的电化学性能进行了研究。结果显示,Ni Co2S4@RGO复合电极材料具有优异的电化学性能,当电流密度为1 A g-1时,其比电容值可达2003 F g-1,当电流密度增加至20 A g-1时,其比电容仍高达1726 F g-1;经过3500圈循环测试,其比电容仍可以保持初始值的86%;将Ni Co2S4@RGO复合电极材料作为正极,活性碳作为负极组成的非对称型电容器Ni Co2S4@RGO//AC(ASC)具有优异的性能。在417.1 W kg-1的功率密度下能量密度高达21.9 Wh kg-1,且在功率密度为2700 W kg-1时,能量密度仍然可达13.5 Wh kg-1。(2)通过微波法快速制备了以泡沫镍为基底的三维网络状硫化镍钴纳米片(Ni Co2S4/NF),微波法不仅缩短了反应时间,还能有效的控制材料的尺寸和形貌。运用SEM、TEM、XPS、XRD等表征方法对电极材料的结构与形貌进行了表征。三电极体系下,Ni Co2S4/NF电极获得了高的比电容和优异的循环稳定性(1 A g-1下比电容可达到1502 F g-1,经过8000圈的循环之后,它的比电容仍能保持初始值的91%)。以Ni Co2S4/NF为正极、活性碳为负极时组成的非对称型电容器Ni Co2S4/NF//AC(ASC)在750 W kg-1的功率密度下能量密度高达34.7 Wh kg-1,当功率密度增大至15 k W kg-1时,能量密度仍然可达到17.9 Wh kg-1,该非对称电容器经8000圈的循环后比电容仍能保持初始值的83.7%,并可点亮LED灯。(3)以钼酸铵和硫脲为原料,采用简单的水热方法制备出了由纳米片组成的三维花状Mo S2微球。采用SEM、TEM、XPS、XRD等表征手段对所制备电极材料的结构与形貌进行了表征。同时通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)和电化学阻抗(EIS)等方法对其电化学性能进行了测试。由测试结果得出,制备的Mo S2纳米材料的比电容达到518.7 F g-1(电流密度为1 A g-1)。以Mo S2为电极材料设计的对称性超级电容器Mo S2//Mo S2(SSC)在70 W kg-1的功率密度下能量密度可达12.46 Wh kg-1,当功率密度增大至7000 W kg-1时,能量密度仍可达到6.42 Wh kg-1。