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超级电容器电极材料的研究现状

时间:2022-02-16 21:58来源:毕业论文
目前,超级电容器电极材料进行研究的有:(1)碳材料,包括:活性炭, 碳纳米管,石墨烯,有序介孔碳等;(2)导电高分子聚合物,包括:聚吡咯, 聚噻吩,聚苯胺等;(3)金属

目前,超级电容器电极材料进行研究的有:(1)碳材料,包括:活性炭, 碳纳米管,石墨烯,有序介孔碳等;(2)导电高分子聚合物,包括:聚吡咯, 聚噻吩,聚苯胺等;(3)金属氧化物或硫化物,包括:贵重金属氧化物,过渡 金属氧化物及硫化物等。由于种类繁多,仅简单介绍几个有代表性的物质[14、15]。78037

图 1。2 超级电容器的基本结构:(1)聚四氟乙烯载体;(2)(4)活性物质压在泡沫 镍集电极上;(3)聚丙烯电池隔膜超级电容器的基本结构

1 过渡金属氧化物

NiCo2O4结构中的Co3+/Co2+和Ni3+/Ni2+氧化还原电子对能同时进行可逆的多 电子反应,复合双金属氧化物NiCo2O4的电导率比单一过渡金属氧化物Co3O4和NiO的电导率通常高出两个数量级,况且钴离子和镍离子具有协同作用,进而 NiCo2O4可以提供比Co3O4和NiO更多氧化还原反应的活性点,因此NiCo2O4作为 电极材料表现出了优异的电化学性能[16]。在制备NiCo2O4时易发生团聚,并且 NiCo2O4的倍率性仍然不能不是很好。为了解开这一局面,一般是在碳材料上负 载NiCo2O4,如石墨烯、碳纤维上,或者与其他金属氧化物复合制备核-壳结构[17]。论文网

2 过渡金属硫化物

硫原子的电负性比氧原子小,电子在晶体的层状结构之间更易转移和传递, 因此NiCo2S4比NiCo2O4具有更低的光学禁带能量和更好的导电性能。况且钴离子 和镍离子具有协同作用,因此NiCo2S4比单一过渡金属的硫化物能够提供更多氧 化还原反应的活性点[18]。到目前为止,NiCo2S4的制备方法主要是通过水热反应 先将钴和镍生成前驱物,再加入硫,再通过水热反应制备NiCo2S4。由这种方法 制备的NiCo2S4 ,极大程度上由水热反应前驱物的形貌决定终态形貌,而且 NiCo2S4前驱物与NiCo2O4前驱物的制备过程极为类似,因此通常调节前驱物的制 备条件来控制NiCo2S4终态形貌[19]。

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