【摘 要】
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能源危机如今已是全球关注的重点问题。我国第十三五规划中,多次对储能与新材料的发展提出了具体的要求并将其列为未来计划实施的重大项目。这充分表明储能设备与相关新材料的研究进展,已经受到了高度关切。超级电容器是近十几年来发展迅速的储能设备,因其高比容量、高稳定性、长循环寿命且高安全性等优点,被视为理想储能设备。超级电容器的性能主要由电极材料的性能决定,因此开发具有高比容量、高功率、长循环寿命及环境友好的
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能源危机如今已是全球关注的重点问题。我国第十三五规划中,多次对储能与新材料的发展提出了具体的要求并将其列为未来计划实施的重大项目。这充分表明储能设备与相关新材料的研究进展,已经受到了高度关切。超级电容器是近十几年来发展迅速的储能设备,因其高比容量、高稳定性、长循环寿命且高安全性等优点,被视为理想储能设备。超级电容器的性能主要由电极材料的性能决定,因此开发具有高比容量、高功率、长循环寿命及环境友好的电极材料一直是该领域研究的热点。硅酸钴（Co2SiO4）作为过渡金属硅酸盐的一种,具有结构稳定、无毒、电化学性能稳定等优点,而开始受到人们的关注。然而Co2SiO4也存在电导性较弱,比电容容量相对较低等缺点。基于以上原因,本论文将通过不同的方法来对Co2SiO4进行复合、改性,以提高硅酸钴化合物的的电化学性能。本文以硅酸钴纳米带为基础,设计合成了多种硅酸钴复合电极材料。主要目的是通过包覆和掺杂等方法对硅酸钴纳米带进行修饰与改性来提高其电化学性能。论文的主要研究内容如下:（1）以Co2SiO4纳米带为基础,通过水热反应,在其表面生长Ni（OH）2纳米片,构建了Co2SiO4@Ni（OH）2核-壳结构复合材料。通过对硅酸钴与Ni（OH）2的复合,提高了 Co2SiO4纳米带的电化学性能。（2）利用锰氧化物工作电压区间大的特点,将Co2SiO4纳米带与MnO2复合,合成了具有核-壳结构的Co2SiO4@MnO2复合材料。所得复合材料电化学性能有了明显提升。（3）在Co2SiO4纳米带基础上,将Co（OH）2与Co2SiO4纳米带进行复合得到Co2SiO4@Co（OH）2复合材料,得到新型二元复合电极材料。利用氢氧化钴长循环寿命的特点,增加硅酸钴化合物的循环稳定性,并提高其比电容容量。（4）采用非金属掺杂的方法,对Co2SiO4纳米带进行磷化掺杂,制备了 P掺杂Co2SiO4纳米带,并讨论磷化反应对硅酸钴结构的影响以及对提升其电化学性能的主要因素。
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