【摘 要】
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随着人们对新一代高性能储能设备需求的提高,具有高功率密度、快速充放电、绿色无污染等优点的超级电容器得到了学术界和商业界的广泛关注。在超级电容器中,作为储能核心的电极材料在很大程度上决定着电容器整体的性能。由于原料廉价易得,且其中的Ni2+可以提供丰富的氧化还原反应,Ni Mo O4成为了目前研究的热点材料之一,但Ni Mo O4的能量密度仍然难以满足实际应用需求。为了解决这一问题,本文以Ni Mo
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随着人们对新一代高性能储能设备需求的提高,具有高功率密度、快速充放电、绿色无污染等优点的超级电容器得到了学术界和商业界的广泛关注。在超级电容器中,作为储能核心的电极材料在很大程度上决定着电容器整体的性能。由于原料廉价易得,且其中的Ni2+可以提供丰富的氧化还原反应,Ni Mo O4成为了目前研究的热点材料之一,但Ni Mo O4的能量密度仍然难以满足实际应用需求。为了解决这一问题,本文以Ni Mo O4为前驱体,使用不同的硫化剂对其进行硫化,制备Ni-Mo-O-S复合材料,并对其电化学性能进行了深入研究,主要结果如下:(1)使用硫脲进行二次水热对NiMoO4前驱体进行硫化。硫脲的水解速率较慢,水热液中硫离子的浓度较低,有利于研究在不同条件下产物形貌和物相的差异。随着水热温度提高,产物形貌逐渐从纳米线结构转变成微球结构,同时,水热时间和材料的电化学性能呈正相关关系。在180℃条件下水热12 h后,生成的微球结构产物在1 A/g的电流密度下比容量可达1372.8 F/g。(2)使用硫化钠为硫化剂对NiMoO4前驱体进行硫化,对硫化反应原料的最优配比进行研究,并以硫代乙酰胺代替硫化钠进行硫化作为对比。当硫化剂含量为5 mmol时,硫代乙酰胺硫化后的产物形貌为纳米颗粒形成的团聚体;而硫化钠硫化后的产物形貌为纳米片和纳米颗粒相互堆积而成并具有大量孔隙的“珊瑚状”结构。经过硫化钠硫化制备的NMOS-N电极在1 A/g的电流密度下具有3717.4 F/g的超高比容量,并且在10 A/g的电流密度下循环3000圈后容量保持率为75%。(3)以NMOS-N为正极、活性炭为负极,制备的非对称超级电容器在功率密度为903.2 W/kg时,能量密度为35 W h/kg,并且循环10000圈后容量保持率为95.2%。
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