【摘 要】
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超级电容器是一种重要的储能装置,具有功率密度高、循环寿命长、安全稳定性好等特点,在轨道交通、航空航天等领域有着广阔的应用前景。电极是超级电容器的重要组成部分,对电容器的性能有直接影响。铜氧化物是一种来源丰富、电化学性能良好的赝电容材料,本文通过不同的方法制备形貌结构各异的以氧化亚铜为活性物的电极,研究了制备条件对样品形貌和电化学性能的影响,并对相关原因进行了探讨。（1）以硫酸铜和硫酸铁为原料,采用
【基金项目】
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国家自然科学基金（51972095）； 河北省重点基础研究计划（17964401D）； 国家重点研发计划（2019YFC1407800）；
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超级电容器是一种重要的储能装置,具有功率密度高、循环寿命长、安全稳定性好等特点,在轨道交通、航空航天等领域有着广阔的应用前景。电极是超级电容器的重要组成部分,对电容器的性能有直接影响。铜氧化物是一种来源丰富、电化学性能良好的赝电容材料,本文通过不同的方法制备形貌结构各异的以氧化亚铜为活性物的电极,研究了制备条件对样品形貌和电化学性能的影响,并对相关原因进行了探讨。（1）以硫酸铜和硫酸铁为原料,采用电共沉积法制备Cu-Fe合金,然后用硫酸溶解脱除合金中的Fe,通过热氧化在铜表面原位生长Cu2O制得集流体与活性物质一体化的柱状阵列Cu2O电极。研究了铜铁离子比例、铁离子价态、退火温度、电沉积时间等对电极形貌、结构及性能的影响。在1 M KOH溶液中,该电极在-1～-0.2 V（vs.SCE）能够发生对应于Cu2O与Cu之间转变的、可逆的氧化还原反应,优化样品在5 m V/s扫速下的电容值为128.6 m F/cm~2,在9 m A/cm~2的电流密度下,经过5 000次充放电循环,电容保留率为83.8%。（2）将铜片放入Cu2+和Fe3+的混合离子溶液中,在500 mA电流下进行快速电沉积,然后通过热氧化处理制备葡萄串状Cu2O颗粒膜电极。研究了铜铁离子比例、铁离子价态、退火温度、电沉积电流、电沉积时间等对电极形貌、结构及性能的影响。优化样品在5 m V/s扫速下的电容值为447.3 m F/cm~2,在12 m A/cm~2的电流密度下,经过5 000次充放电循环,电容保留率为88.3%。（3）以二氧化钛纳米管阵列（TNTA）为分散载体,采用连续离子层吸附反应法（SILAR）向TNTA中沉积Cu（OH）2,然后通过水热还原,将TNTA中的Cu（OH）2转变为Cu颗粒,常温条件下,Cu纳米颗粒的表面被氧化形成Cu2O,从而制得Cu2O-Cu/TNTA复合电极。研究了TNTA煅烧温度、沉积次数、样品烘干温度、水热温度、还原剂种类等因素对电极形貌、结构及性能的影响。优化样品在5 m V/s扫速下的电容值为29.7 m F/cm~2,在1.25 m A/cm~2的电流密度下,经过3 000次充放电循环,电容保留率为89.4%。
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