碳氣凝膠-金屬氧化物復合材料的制備和電化學性能研究.pdf

1、超級電容器是一種新型的能量儲存設備，在國防和民用等領域都有著廣泛的應用。電極材料是超級電容器各大性能的關鍵影響因素，所以，對于高性能電極材料的研究具有重大意義。
　　本論文的目的是制備出高性能的碳氣凝膠/金屬氧化物復合電極材料，并應用于超級電容器中，來研究復合材料的各大性能。通過熱重分析研究了碳氣凝膠/金屬氧化物的質量損失隨溫度的變化情況以及金屬含量，通過掃描電鏡觀察表面形貌，以及能譜分析里面存在的元素成分，通過 X射線衍射分析了

2、復合碳氣凝膠的結構特征，通過電感耦合等離子發射光譜分析元素的含量，以及氮氣吸附分析復合材料比表面積和孔結構的關系。在水系電解液6 M KOH溶液中，使用了恒電流充放電、循環伏安和交流阻抗等測試研究了電極材料的比容量、充放電穩定性、內電阻等電化學性能。本論文主要做了以下幾方面研究:
　　1、采用溶膠-凝膠方法，利用間苯二酚，甲醛為前驅體，乙酸-氫氧化鈉為催化劑，乙酸鎳為金屬源，在常壓下直接制備出碳氣凝膠/氧化鎳（CA/NiO）復合電

3、極材料用于超級電容器中。研究表明，氧化鎳的加入增加了電極的導電性，同時由于碳氣凝膠本身的網絡骨架結構，使得氧化鎳顆粒能夠均勻的復合在碳氣凝膠中，對比表面積和孔隙度都有一定的影響，以及氧化鎳對整個復合材料的電化學性能的影響。研究結果表明，在電流密度0.1 A/g時，CA/NiO復合材料的比容量達到230 F/g，與純碳材料相比，有很大提升。而且本論文中還探討了不同的復合量對復合電極的影響，不同催化劑對復合電極的影響。
　　2、采用電

4、化學沉積法，使用碳氣凝膠（CA）為基底電沉積氫氧化鈷（Co（OH)2），并200℃的空氣中退火制備出碳氣凝膠/四氧化三鈷（CA/Co3O4）的復合材料用于超級電容器中。采用XRD、SEM等表征手段對樣品的內部結構和微觀結構分析。采用循環伏安，恒電流充放電以及交流阻抗測試了材料的電化學性能。研究結果表明：使用電化學沉積法制備出的 CA/Co3O4復合材料,當電流密度為0.5 A/g與5 A/g時，測得的質量比容量分別為1020 F/g和6