【摘 要】
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超级电容器因具有众多的优点引起研究者的广泛关注。为满足目前电子器件在实际应用中的需求,人们关注的焦点是对储能装置的能量密度进行提升,同时保证大功率密度和器件稳定性等。电极材料对器件的总体性能起着重要作用。目前,人们对超级电容器正极材料的研究较为深入,对负极材料的研究较少,导致其电化学性能不能与正极材料相匹配,所以设计合成具有高能量密度的负极材料成为超级电容器研究的重点。α-Fe2O3拥有安全环保、
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超级电容器因具有众多的优点引起研究者的广泛关注。为满足目前电子器件在实际应用中的需求,人们关注的焦点是对储能装置的能量密度进行提升,同时保证大功率密度和器件稳定性等。电极材料对器件的总体性能起着重要作用。目前,人们对超级电容器正极材料的研究较为深入,对负极材料的研究较少,导致其电化学性能不能与正极材料相匹配,所以设计合成具有高能量密度的负极材料成为超级电容器研究的重点。α-Fe2O3拥有安全环保、热稳定性好和理论比容量高等优点,是理想的赝电容负极材料,但其导电性较差、循环稳定性有限。针对这些问题,目前的主要解决途径是通过结构调控,将α-Fe2O3与碳或其他赝电容材料进行复合,构建α-Fe2O3基纳米复合材料。利用两种材料间的协同效应,使电化学性能得到提升。本文以α-Fe2O3纳米材料为研究对象,从材料结构纳米化和与其他材料复合两方面入手,对制备的电极材料进行研究,主要内容如下:（1）采用简单的溶剂热法在泡沫镍上生长尺寸均一的α-Fe2O3纳米片,然后利用电化学沉积法制备α-Fe2O3@PPy-70电极材料。聚吡咯为α-Fe2O3纳米片提供了较多的导电通路,使电极材料导电性和循环稳定性得到了提高。作为负极材料组装成准固态器件,能量密度为0.178 m Wh cm-3时,其功率密度为7.09 m W cm-3。（2）碳布作为集流体,通过水热法和电化学沉积两步制备α-Fe2O3@Mn O2纳米棒阵列。电化学性能表明最大比容量为992.6 m F cm-2(2 m A cm-2)。在4 m A cm-2下循环10000次后,其容量保持率为92.3%。组装的超级电容器在能量密度为0.245 m Wh cm-3时,功率密度为10.01 m W cm-2。（3）利用简便的一步水热法制备了α-Fe2O3@Fe S2纳米晶。这种纳米结构具有较大的比表面积,有利于离子快速转移。在2 m A cm-2时,其比电容达到1155.74 m F cm-2。制备的器件在能量密度达到1.12 m Wh cm-3时,功率密度为27.99 m W cm-2(2 m A cm-2)。
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