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近年来,随着科学技术的快速发展,智能硬件产品的更新迭代不断加快。智能可穿戴设备已经越来越普及,然而,可穿戴设备的不断升级对其配套设备的要求也越来越高,储能平台便是其中非常重要的一环。与目前普遍使用的锂离子电池、燃料电池等传统储能平台相比较而言,超级电容器由于其天生具有快速充放电、循环稳定性好、功率密度高、环境友好、易于制备等特点,已经引起越来越多研究人员的关注。同时,柔性超级电容器不仅具有传统超级电容器的优点,又具有非常好的柔韧性和机械性能。因此,柔性超级电容器非常有潜力作为智能可穿戴设备的储能装置。基于以上的思考与分析,本论文着重研究制备了以导电碳布为基体的柔性超级电容器电极材料并将其简单组装成柔性超级电容器器件,通过对电极材料的成分和结构表征探究其储能机理。同时,也对柔性电极和组装的柔性超级电容器器件的电化学性能进行了分析与探讨,主要展开了以下四个方面的具体研究:(1)以商业化导电碳布为柔性集流体,通过简单的先水热生长再高温退火结晶的方法在导电碳布纤维表面生长NiMoO4/CoMoO4(NCMO@CC)两相纳米阵列,再通过电化学工作站的循环伏安模式在NiMoO4/CoMoO4纳米阵列外围电化学沉积Ni-Co-S纳米片层,得到Ni-Co-S@NiMoO4/CoMoO4纳米阵列复合导电碳布(NCMOS@CC)作为一种柔性超级电容器正极材料。通过扫描电子显微镜(SEM)对得到的样品进行微观形貌分析,透射电子显微镜(TEM)对单根纳米棒的形貌与晶面间距进行测量,使用X射线衍射仪(XRD)和X光电子能谱仪(XPS)对所制备的电极进行成分、晶体结构、物质价态及键合方式分析。结果表明得到的电极材料具有类似核壳结构的形貌,且结晶性好。电化学性能测试结果表明所制备的Ni-Co-S@NiMoO4/CoMoO4纳米阵列复合导电碳布柔性电极材料在1 mol L-1 KOH电解液中,当电流密度为0.5 A g-1时,其质量比电容可以达到778.1 F g-1;当电流密度增大到为4 A g-1时,其质量比电容可以仍然可以达到648.4 F g-1。(2)制备了两种不同的柔性负极材料,分别为导电碳布附载Bi2O3纳米片层(Bi2O3@CC)和活性炭涂覆导电碳布(AC@CC)。首先,通过SEM对两种不同负极材料进行了形貌表征,结果显示Bi2O3晶体成纳米片状生长在导电碳布纤维的外围,活性炭粉末表现出疏松多孔结构。其次,分别单独测试了两种负极材料的电化学性能,并以质子守恒方程为组装准则,分别把这两个柔性负极负极材料与NCMOS@CC正极,以1 mol L-1 KOH溶液为电解液组装成两种不同类型的柔性超级电容器器件,即电池型电容器与电容型电容器,分析测试了各自的电化学性能。结果表明,NCMOS@CC//AC@CC表现出类电容行为,在电流密度为0.25 A g-1时,其质量比电容为93.3 F g-1。NCMOS@CC//Bi2O3@CC表现出类电池行为,在电流密度为0.25 A g-1时,其质量比电容为45.3 Fg-1。在3 A g-1的大电流密度循环充放电测试中,两种柔性超级电容器都表现出非常好的循环稳定性,5000次循环后,电容保留率都在98%以上。(3)在导电碳布纤维表面通过两步水热法制备得到了中空Co8S9纳米针阵列(Co8S9-0@CC),在此基础上,以次磷酸钠作为磷源,在化学气相沉积炉中对其进行退火并磷化得到磷掺杂Co8S9纳米针阵列(P-Co8S9@CC)。最后,以硝酸镍水溶液为镍源,通过电化学工作站恒电位模式在磷掺杂Co8S9纳米针阵列外围电化学沉积Ni(OH)2纳米片层(P-Co8S9/Ni(OH)2@CC)。使用SEM对各个阶段样品微观形貌观察可知所制备的样品形貌规整,分布均匀。TEM观察到Co8S9纳米针具有非常好的中空结构。同时,P-Co8S9/Ni(OH)2@CC样品内部为中空结构,外围包裹着鳞片状Ni(OH)2纳米片层,结构均一。通过XRD和XPS表征出样品的晶体结构及各个元素价态与键合方式。在3 mol L-1 KOH电解液中,利用电化学工作站对三种样品的电化学性能进行测试,结果表明,在相同情况下P-Co8S9/Ni(OH)2@CC的比电容最大,在电流密度为0.5 Ag-1时,其质量比电容可达到519.5 F g-1,P-Co8S9@CC 次之,Co8S9-0@CC 最差。但 P-Co8S9/Ni(OH)2@CC 的倍率性能较其他两者差。(4)以大豆豆渣作为前驱体,通过加入造孔剂乙酸钾,以及尿素为氮源煅烧得到了氮掺杂多孔碳粉末。SEM、TEM和N2吸附脱附等温线测试(BET)的结果表明,材料中主要含有微孔与少量中孔。通过有机元素分析仪检测到材料中还有少量杂原子,如氮原子,硫原子。电化学性能测试表明,在相同情况下,乙酸钾与大豆豆渣2:1且掺入尿素的样品(PC-4)的比电容最大,在电流密度为0.5 A g-1时,其质量比电容可达到175.8 F g-1。再将该电极与上一章节的P-Co8S9/Ni(OH)2@CC电极,以3 mol L-1 KOH溶液为电解液,组装成柔性超级电容器器件,对其电化学性能进行表征分析。结果表明,在电流密度为0.25 A g-1时,其质量比电容可达到67.9Fg-1,在4 A g-1的大电流密度循环充放电测试中,经过5000次循环,该器件的电容保留率为74.21%。