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超级电容器是一种具有高能量密度和功率密度的新型储能装置,其独特的优点使得它在新能源领域有广阔的应用前景。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,目前所研发的超级电容器电极材料主要有碳材料、金属氧化物和导电聚合物。为了丰富和提高电极材料的电化学性能,本文采用提高电极材料利用率的方式制备了三种复合电极材料,并对它们的结构和电化学性能做了详细的分析。论文的主要工作如下: 采用原位聚合法制备了坡缕石改性的聚苯胺复合电极材料。经过坡缕石改性的复合材料粒径较聚苯胺小,分散性提高。另外发现,复合材料比电容随坡缕石含量的增加呈先增大后减小的趋势,坡缕石含量为1.8%的复合材料具有最佳电化学性能,其比电容在电流密度为1.0A·g-1时可达485F·g-1,并且1000次充放电电容保持率为75.4%,均高于相同条件下聚苯胺的比电容(360F·g-1)和电容保持率(55.7%)。 通过一步水热法制得石墨烯/硫化钼复合电极材料,并在1mol·L-1KCl溶液中测试了复合材料的电化学性能,结果显示,与单一石墨烯和硫化钼的比电容(分别为78F·g-1和160F·g-1)相比,复合材料的比电容提高到241F·g-1,且复合材料1000次充放电的电容保持率为85%,体现了良好的电极循环稳定性。 采用水热法制备得石墨烯/钨酸钴复合材料,并对其结构、形貌和电化学性能进行了表征,发现钨酸钴纳米颗粒分散在石墨烯片层表面,石墨烯的存在抑制了钨酸钴颗粒的团聚。复合材料在KOH溶液中的比电容为34F·g-1,较单一钨酸钴(13F·g-1)有一定提高,石墨烯的引入有效地降低了复合材料的电阻。