Co3O4-石墨烯和Co(OH)2-石墨烯復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能.pdf

1、超級(jí)電容器是近年來得到較廣泛研究的新型儲(chǔ)能裝置，其能量密度比傳統(tǒng)電容器高，功率密度比電池大，同時(shí)具有循環(huán)壽命長、充放電效率高等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于生活中的各個(gè)領(lǐng)域。而超級(jí)電容器的研究側(cè)重于其電極材料，其種類有:碳材料、過渡金屬氧化物/氫氧化物和導(dǎo)電聚合物。在超級(jí)電容器的應(yīng)用中，這些材料都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。碳材料的導(dǎo)電性很強(qiáng)，但比容量較小;過渡金屬氧化物物/氫氧化物擁有很大的比容量，但其循環(huán)穩(wěn)定性差、導(dǎo)電性弱，因此，充分利用碳材料和金屬氧化

2、物物/氫氧化物間的協(xié)同作用是提高電容性能的有效途徑之一。
　　本論文采用簡(jiǎn)單的水熱合成法制備Co(OH)2/石墨烯和Co3O4/石墨烯復(fù)合材料，首先采用先水熱合成再煅燒的方法制備Co3O4/石墨烯復(fù)合材料，討論了水熱合成溫度、CoCl2·6H2O添加量和合成時(shí)間對(duì)復(fù)合材料物理性能和電化學(xué)性能的影響，并將Co3O4/石墨烯復(fù)合材料與相同條件下制備的純Co3O4作比較。通過對(duì)三組實(shí)驗(yàn)得到的復(fù)合材料的物理性能和電化學(xué)性能比較，得出制備C

3、o3O4/石墨烯復(fù)合材料的最優(yōu)條件是:3mmolCoCl2·6H2O、反應(yīng)溫度95℃、反應(yīng)時(shí)間8h。在最優(yōu)條件下制備的復(fù)合材料Co3O4/石墨烯的比容量和氧化還原性能比純Co3O4電極都有了顯著的提高。在充放電電流密度0.5A/g下比容量有444F/g，即使電流密度增大到2A/g，電容量仍能保持400F/g以上;循環(huán)穩(wěn)定性好、庫倫效率高，1A/g電流密度下連續(xù)充放電測(cè)試顯示，1500次充放電后比容量仍能維持在56％以上，庫倫效率在90％

4、以上，這要?dú)w結(jié)于復(fù)合材料獨(dú)特的介孔結(jié)構(gòu)，還有石墨烯與Co3O4之間的協(xié)同作用。
　　以抗壞血酸為還原劑，采用水熱合成法制備Co(OH)2/石墨烯復(fù)合材料，討論了CoCl2·6H2O添加量、水熱合成溫度和合成時(shí)間對(duì)復(fù)合材料的影響，并將Co(OH)2/石墨烯復(fù)合材料與同等條件下制備的純Co(OH)2作比較。電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果顯示，當(dāng)添加4mmolCoCl2·6H2O，于120℃恒溫下反應(yīng)時(shí)間8h時(shí)能得到電化學(xué)性能最優(yōu)的Co(OH)2/