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摘要:超级电容器又称电化学电容器,是一种比传统电容器能量密度高,比二次电池功率密度高的新型储能装置。目前被广泛应用于消费电子、交通工具、军事等多个领域。电极材料作为超级电容器的核心部件,决定着整个器件的电化学性能。本论文以葡萄糖为原料,通过水热法制备碳微球;在此基础上,获得碳微球(还原碳微球)/氧化钌、还原碳微球/氧化镍复合材料,并研究其物理与电化学性能。本文主要包括三个方面内容:(1)碳微球制备:采用葡萄糖为原料,在180℃水热的条件下获得碳微球尺寸在100-200nm间,采用热还原去除表面含氧官能团得还原碳微球。电化学测试结果表明,在1mol·L-1Na2SO4电解液中,1A’g-1的充放电电流密度下,碳微球和还原碳微球的比电容分别为9F·g-1,18F·g-1。(2)碳微球/氧化钌复合物的制备:采用溶胶-凝胶法制备碳微球/氧化钌和还原碳微球/氧化钌复合物。两种复合物都不同程度地提高了氧化钌的利用率,使其表现出更为优越的电化学性能。碳微球/氧化钌(Cs/RuO2)和还原碳微球/氧化钌(rCs/RuO2)复合物在1mol·L-1H2SO4电解液中,20Ag-1的充放电电流密度下比电容分别达到336F·g-1和491F·g-1,容量保持率高达86.8%和80.0%,经过5000次充放电循环后,电容保持率分别达到97.7%和90.8%,且循环过程中两者的库伦效率几乎达到100%。(3)还原碳微球/氧化镍复合物的制备:分别采用水热法和沉淀法制备还原碳微球/氧化镍复合物,并将两种复合物(水热rCs/NiO和沉淀rCs/NiO)与空心氧化镍在电化学性能方面作了详细的比较,其倍率性能和循环性能都得到了很大的提高。两者在2mol·L-1KOH电解液中,5A·g-1的充放电电流密度下容量保持率高达80%和77%,经过1000次充放电循环后,两者电容保持率分别达到72.1%和67.1%。