鈷基石墨烯復合材料的制備及電化學性能研究.pdf

1、鈷基石墨烯復合材料在超級電容器、燃料電池、電解水、鋰離子電池等領域有著廣泛的應用。由于鈷基石墨烯復合材料電化學性能較好且較廉價，是最有望在相關領域取代貴金屬材料的電極材料之一。本文旨在滿足高效析氧反應和高性能超級電容器的需求，利用綠色高效的電沉積法來構造新型結構的鈷基石墨烯復合材料。
　　首先，使用二步電沉積法成功制備了CoS@eRG(electrochemically reduced graphene)復合電極。硫化鉆石墨烯薄層

2、由硫化鈷納米片和石墨烯納米片相互交叉生長而成且具有開放的孔道，復合薄層材料厚約1μm。以1 A/g電流密度充放電時，硫化鉆石墨烯復合電極的比電容高達3386F/g，是硫化鈷電極的2.6倍。組裝成的硫化鉆石墨烯‖活性炭非對稱電容器的能量密度可達29 Wh/kg，其功率密度可達40 kW/kg，并且以1A/g的電流密度持續充放電10000次后仍能保持70％的電容。
　　其次，使用二步電沉積法制備了NixCo2xOH6x@eRG復合電極

3、。鈷鎳氫氧化物所形成的納米片狀物的厚度大約為10-20nm，并且石墨烯片與鈷鎳氫氧化物納米片緊密結合。氫氧化鈷鎳石墨烯電極的塔菲爾斜率為67 mV/dec，比氫氧化鈷鎳電極下降了15.2％。達到10 mA/cm2的析氧電流密度，氫氧化鈷鎳石墨烯電極所需的過電勢僅為280mV，比氫氧化鈷鎳電極降低12.5％。
　　最后，采用電沉積法和煅燒法制備了NiCo2O4@eRG電極，在1A/g充放電時，NiCo2O4@eRG電極的比電容為10