论文部分内容阅读
超级电容器同时具备传统电容器高功率输出和商业电池高电荷储备的能力，是一种非常有效的储能器件，其性能主要取决于电极材料，因此发展高性能的电极材料成为超级电容器研究的重点突破方向。其中，过渡金属化合物具有高的理论比电容值在超级电容器电极材料领域颇受关注。本文研究镍钼双金属化合物在超电容方面的性能，并通过材料复合、结构调控和自支撑电极等多种途径，优化过渡金属化合物的超电容性能，合成了多种电容性能优异的超级电容器电极材料。主要研究内容如下：
（1）采用化学沉淀法制备了NiMoO4，其比电容值为552F/g（0.25A/g）。为了继续提升其比电容性能，以g-C3N4为基底合成了NiMoO4/g-C3N4复合材料，其比电容值可达到1275F/g（0.25A/g）。以此为正极材料组装的NiMoO4/g-C3N4//rGO混合超级电容器在150W/kg的功率密度下可达到46Wh/kg的能量密度，充放电循环4000次电容保留率达到70%。
（2）采用溶剂热法制备了NiMoS4，通过添加NH4F调控NiMoS4的结构得到NiMoS4-A。NiMoS4和NiMoS4-A的比电容在电流密度为0.5A/g时分别为580和1137F/g，比NiMoO4的比电容值均有所提升，这是由金属硫化物比对应氧化物更高的导电性和电容性能导致的。此外，组装的NiMoS4-A//AC混合超级电容器在功率密度94W/kg下可达到25Wh/kg的能量密度，充放电循环5000次电容保留率达到80%。
（3）采用溶剂热法制备了多孔海绵状结构NiMoS4/泡沫镍自支撑电极，其直接用作超级电容器的电极。在0.75A/g的电流密度下可达到1680F/g的高比电容，比传统的NiMoS4电极的比电容值更高，这是由于自支撑电极中没有使用阻碍电子/离子迁移的粘合剂。此外，组装的NiMoS4/泡沫镍//AC混合超级电容器在94W/kg的功率密度下具有32Wh/kg的能量密度，充放电循环8000次电容保留率达到84%。
综上可知，本论文研发的几类双金属Ni-Mo基电极材料，采用价廉易得的Ni、Mo盐为原料，经过性能调控具有较高超电容性能，在储能材料的制备领域具有参考价值。
（1）采用化学沉淀法制备了NiMoO4，其比电容值为552F/g（0.25A/g）。为了继续提升其比电容性能，以g-C3N4为基底合成了NiMoO4/g-C3N4复合材料，其比电容值可达到1275F/g（0.25A/g）。以此为正极材料组装的NiMoO4/g-C3N4//rGO混合超级电容器在150W/kg的功率密度下可达到46Wh/kg的能量密度，充放电循环4000次电容保留率达到70%。
（2）采用溶剂热法制备了NiMoS4，通过添加NH4F调控NiMoS4的结构得到NiMoS4-A。NiMoS4和NiMoS4-A的比电容在电流密度为0.5A/g时分别为580和1137F/g，比NiMoO4的比电容值均有所提升，这是由金属硫化物比对应氧化物更高的导电性和电容性能导致的。此外，组装的NiMoS4-A//AC混合超级电容器在功率密度94W/kg下可达到25Wh/kg的能量密度，充放电循环5000次电容保留率达到80%。
（3）采用溶剂热法制备了多孔海绵状结构NiMoS4/泡沫镍自支撑电极，其直接用作超级电容器的电极。在0.75A/g的电流密度下可达到1680F/g的高比电容，比传统的NiMoS4电极的比电容值更高，这是由于自支撑电极中没有使用阻碍电子/离子迁移的粘合剂。此外，组装的NiMoS4/泡沫镍//AC混合超级电容器在94W/kg的功率密度下具有32Wh/kg的能量密度，充放电循环8000次电容保留率达到84%。
综上可知，本论文研发的几类双金属Ni-Mo基电极材料，采用价廉易得的Ni、Mo盐为原料，经过性能调控具有较高超电容性能，在储能材料的制备领域具有参考价值。