溶劑熱法制備金屬氧化物與活性炭的復合材料及其電化學性能的研究.pdf

1、超級電容器是介于傳統電容器和鋰離子電池之間新型的儲能元件，具有能量傳遞快、功率密度高、循環壽命長（＞105次）等優點，是一種具有競爭力的儲能器件。超級電容器的一個很重要組成部分是電極，其性能是影響超級電容器性能的關鍵因素。
　　本文以活性炭、金屬鹽和沉淀劑為原料，通過溶劑熱法合成了金屬氧化物與活性炭和金屬氫氧化物與活性炭的復合材料。并采用XRD、SEM-EDS、FTIR、N2吸附-脫附曲線和TG-DSC等技術表征了所得復合材料的組

2、成與結構;用循環伏安法、恒流充放電法和交流阻抗法測量了復合材料的電化學性能。主要研究內容如下:
　　(1)采用FeCl3·6H2O、AC（石油焦活性炭）和沉淀劑NaOH溶劑熱合成了Fe2O3負載AC復合材料。所得復合材料具有高的比電容215 F/g(電流密度為1 A/g)和良好的倍率特性(40 A/g容量保持率達65.1％)。其優良的電化學性能主要源自于Fe2O3納米顆粒的高贗電容特性和AC的高比表面積/導電性，為電子/離子傳輸和

3、離子存儲提供了高效的通道。
　　(2)采用四種不同沉淀劑NaOH、CH3COONa、HMT、CO(NH2)2,研究了沉淀劑種類對復合材料電化學性能的影響。XRD、SEM-EDS和TG分析表明，所制備的復合材料由α-Fe2O3（含量:48.1、47.9、44.2、44.3％）納米粒子負載在AC顆粒(～20μM)上而形成。同時，沉淀劑的種類及其物質的量對Fe2O3/AC復合材料的比電容具有顯著的影響。當CH3COONa∶FeCl3的摩

4、爾比為9時，制備出的復合材料表現出最高的比電容240 F/g（電流密度1A/g）;當NaOH∶FeCl3的摩爾比為1.5時，制備出的復合材料表現出優良的倍率特性，在電流密度為1 A/g時，比電容為215 F/g，而電流密度為2、5、10、20和40 A/g時，容量保持率高達89.3、82.3、78.1、72.6和65.1％。
　　(3)以Co(NO3)2·6H2O、CO(NH2)2和AC為原料，利用溶劑熱法合成了Co(OH)2/A