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超级电容器,也叫电化学电容器,因其高功率密度、长使用寿命等特点,被广泛使用于交通运输、工业生产等领域。在电容器中,电极材料是关键,决定电容器的主要性能指标。在泡沫镍集流器上原位生长活性物质是一种构筑电容器电极材料常用方法,具有免粘结剂等优点。然而,泡沫镍表面有一层5-10 nm的自然氧化层,该自然氧化层具有较低的导电性,以其为集流器构筑金属钼酸盐等活性物质,则形成了氧化物/氧化物的界面接触,具有较高的界面接触电阻,影响金属钼酸盐电化学性能。基于此,本论文引入石墨烯来降低界面接触电阻,制备了以沉积有高导电性材料石墨烯的泡沫镍为基底负载高理论容量的过渡金属钼酸盐电极,系统评价电化学性能,并在此基础上制备具有高富氮特征的聚苯胺衍生炭为负极材料,构筑具有高性能非对称超级电容器,取得一些有意义的研究成果,具体研究内容如下:1、分别以表面沉积石墨烯的泡沫镍/石墨烯(NF/graphene,简记为NF/GE)复合材料和泡沫镍(NF)为基底,采用水热法构筑了CoMoO4/GE/NF和CoMoO4/NF正极材料。电化学性能结果表明,石墨烯的引入可有效改善CoMoO4与集流器的界面接触,从而改善活性物质的电化学性能。当电流密度1 A g-1时,CoMoO4/GE/NF比容量达为775 F g-1,高于CoMoO4/NF的容量值(579 F g-1)。经3 A g-1的电流密度循环3000次后,CoMoO4/GE/NF仍具有89.3%的容量保持率,远高于CoMoO4/NF容量保持率46.5%。2、以苯胺单体为原料,以过硫酸铵为聚合引发剂,通过自聚合、高温炭化、KOH活化法制备得到聚苯胺衍生炭(Activated polyamine derived carbon,简写为APDC)。以CoMoO4/GE/NF为正极,APDC/NF为负极,组装非对称电容器器件,具有369.9 W kg-1的功率密度和27.1 Wh kg-1的能量密度,循环性能测试结果表明,该不对称电容器器件在1 A g-1的电流密度下循环3000次后,其比容量保持率依然可达到111%以上,显示出了良好的循环稳定性。同样的方法同样可用于制备NiMoO4电极材料以改善其电化学性能。