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Ti3SiC2是一种Mn+1AXn相三元层状碳化物,具有加工性能好、维氏硬度低、导电导热性能好等优点,在储能领域具有极大的应用潜力。为了提高Ti3SiC2的电化学性能,本文采用静电纺丝法分别制备了Ti3SiC2/Carbon复合纳米纤维和Ti3SiC2/Carbon Cloth复合电极材料,复合材料电化学性能有明显的提高,特别是倍率性能。为了进一步提高复合材料的电化学性能,通过简单的水热法制备了MnO2@NiCo2O4@Ti3SiC2/Carbon Cloth 和 NiCo2S4@Ti3SiC2/Carbon Cloth 核壳结构复合电极材料,核壳结构可以有效地提高复合材料的比表面积和发挥不同电极材料的协同作用,从而提高电化学性能。主要研究工作如下:(1)采用静电纺丝法制备了Ti3SiC2/Carbon纳米纤维,研究了钛硅碳添加量对形貌和电化学性能的影响。钛硅碳的添加量为1.2 g时制备的Ti3SiC2/Carbon纳米纤维表现出最优异的电化学性能。电流密度为1 A/g时,比电容达到133 F/g,电流密度提高至10 A/g时,比电容为151.2 F/g,电容保持率为113.7%。组装ASC(Asymmetric supercapacitors)器件后,功率密度为140 W/kg时,能量密度为7.02 Wh/kg,4000次循环后电容保持74.6%。Ti3SiC2/Carbon纳米纤维具有优异的电化学性能,是一种极具发展潜力的电极材料。(2)采用静电纺丝法制备了Ti3SiC2/Carbon Cloth复合电极材料,研究钛硅碳添加量对形貌和电化学性能的影响。钛硅碳的添加量为0.4 g时制备的Ti3SiC2/Carbon Cloth复合电极材料比表面为48.9 m2/g,电流密度为1 A/g时,比电容达到176 F/g。Ti3SiC2/Carbon Cloth复合电极材料具有优异的柔韧性,可以作为柔性超级电容器的电极材料。(3)采用两步水热法制备了 MnO2@NiCo2O4@Ti3SiC2/Carbon Cloth复合电极材料,研究 了水热时间对 NiCo2O4@Ti3SiC2/Carbon Cloth 和MnO2@NiCo2O4@Ti3SiC2/Carbon Cloth形貌和电化学性能的影响。当两步水热法的时间分别为10h和2h时,MnO2@NiCo2O4@Ti3SiC2/Carbon Cloth表现出优异的电化学性能。电流密度为1 A/g时,比电容达到1938.2 F/g,电流密度提高至10 A/g时,电容保持率为81.7%。5000次循环后电容保持55.4%。组装ASC(Asymmetric supercapacitors)器件后,功率密度为800 W/kg时,能量密度为58 Wh/kg。5000 次循环后电容保持 62%。MnO2@NiCo2O4@Ti3SiC2/Carbon Cloth 复合电极材料表现出优异的电化学性能,是一种极具应用前景的电极材料。(4)采用水热法制备了 NiCo2S4@Ti3SiC2/Carbon Cloth复合电极材料,研究了硫化时间对其形貌及电化学性能的影响。硫化时间为6 h时,NiCo2S4@Ti3SiC2/Carbon Cloth复合电极材料的比表面为129.4 m2/g,在电流密度为1mA/cm2时,面积电容为1.93 F/cm2,电流密度为10 mA/cm2时,面积电容为0.89 F/cm2,电容保持率为47.3%。