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超级电容器是介于静电电容器和二次电池之间的一种新型绿色储能装置。其具备高的功率密度和长的使用寿命等优势,近年来已成为研究热点。具有典型赝电容特性的(氢)氧化钴具有理论容量高、电化学可逆性好以及环境友好等优点,有望成为超级电容器的候选电极材料。但由于导电性不好,导致其在大电流充放电过程中材料的利用率低下和倍率性能较差。对此,本文综述目前钴的氧化物/氢氧化物研究和应用的基础上,以高导电率的碳纳米管纸为基底,结合多种新兴纳米材料的制备方法,构筑了一系列独特形貌和微结构的(氢)氧化钴/碳纳米管纸柔性复合材料,并对其进行了电化学性能测试和评价,较系统地研究了材料的合成方法-微结构特征-生长机理-电化学性能四者之间的关系。主要研究内容如下:(1)以硝酸纯化的碳纳米管纸作为基底,通过简单的水热途径制备了粘附于导电碳纳米管(CNT)纸表面生长的层级花状β-Co(OH)2,用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了复合材料的微观结构和形貌。所得材料为三维疏松的分层纳米花结构的β-Co(OH)2/CNT纸复合材料。将复合材料作为电化学电容器高性能的柔性电极材料对其电化学性能作了测试,结果表明复合材料电极与纯的β-Co(OH)2相比,倍率容量和循环性能都得到明显改善。(2)将水热法制备的材料在N2保护下进行低温热处理得到Co3O4、Co3O4/CNT纸柔性复合材料,通过扫描电镜(SEM)可以观察到烧结后的材料均能较好的保持其前驱体的形貌。Co3O4/CNT纸柔性复合材料的N2吸附-脱附测试得到该复合材料比表面积为180m2g-1,孔径为5nm,即为典型的介孔结构材料。该复合电极材料在电流密度为1A/g时,第40圈比容量达1442F/g。值得注意的是该复合电极材料经过1500圈的充放电循环后,比容量上升到1526F/g,由此可见,循环过程中比电容保持稳定并具有增长趋势。与前驱体Co(OH)2/CNT纸复合材料相比,低温热处理制备的Co3O4/CNT纸复合材料电极具备极好的循环稳定性。(3)以浓硝酸纯化和电化学活化处理的碳纳米管纸(EA-CNT纸)作为导电基底,采用恒电位电沉积法制备了α-Co(OH)2/EA-CNT纸多孔蜂窝状柔性复合薄膜材料。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行物性表征。同时,研究了薄膜的结构特征及生长机理,较系统地考察了沉积时间及基底(镍网基底)对多孔α-Co(OH)2的微观结构以及电化学性能的影响。(4)对电化学恒电位电沉积法最佳的沉积时间为30min的样品进行低温热处理得到Co3O4/EA-CNT纸柔性复合薄膜材料,所得材料依然较好的保持了前驱体多孔蜂窝状的3D网络结构。该复合材料在电流密度为1A/g时,其比容量达1300F/g。经过1500次的冲放电循环后比容量衰减仅为4%,这表明烧结后的材料展现出优良的循环稳定性。(5)以EA-CNT纸为导电基体,采用动电位扫描法,控制不同扫描速度制备了不同形貌的复合薄膜材料,同时探讨不同扫描速度对制备的薄膜材料的形貌、形成原因及电化学性能的影响。得出扫描速度为20mV/s时制备了盛开花朵状α-Co(OH)2薄膜均匀的生长于EA-CNT纸表面。扫描电镜可以观察到这些三维的纳米花朵是由相互连通的二维纳米薄片自组装构筑形成开放的体系。电化学测试首次充放电比容量为1856F/g,且保持良好的倍率特性,经过1500圈的充放电后,比容量保持初始容量的80%。