【摘 要】
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镍钴硫化物凭借丰富的价态、优异的电导率、对环境友好、成本低等优点,成为赝电容超级电容器电极材料最佳选择之一。由于镍钴硫化物在水热过程中容易出现团聚、断裂等现象,导致其导电性变差、电容性能不理想。因此,进一步改善镍钴硫化物的电容性能成为目前研究的重点,本文通过调控镍钴的比例、硫化温度等因素来合成镍钴硫化物,研究调控镍钴的比例、硫化温度对镍钴硫化物形貌和电容性能的影响规律及机理,并在此基础上与石墨烯（
【基金项目】
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碳层限域空间内Sn-Co量子点的尺寸调控机理及可逆储锂性能.国家自然科学基金面上项目（基金号:51874167）； 石墨烯碳层限域合成Sn-Co量子点及其电化学性能研究.中国博士后基金面上项目（基金号:2018M641707）； 辽宁工程技术大学学科创新团队资助项目（LNTU20TD-09）；
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镍钴硫化物凭借丰富的价态、优异的电导率、对环境友好、成本低等优点,成为赝电容超级电容器电极材料最佳选择之一。由于镍钴硫化物在水热过程中容易出现团聚、断裂等现象,导致其导电性变差、电容性能不理想。因此,进一步改善镍钴硫化物的电容性能成为目前研究的重点,本文通过调控镍钴的比例、硫化温度等因素来合成镍钴硫化物,研究调控镍钴的比例、硫化温度对镍钴硫化物形貌和电容性能的影响规律及机理,并在此基础上与石墨烯（r GO）复合,研究r GO对镍钴硫化物的形貌及电容性能的影响。通过两步水热法合成不同摩尔比的镍钴硫化物。XRD分析表明,合成的单一硫化镍和硫化钴的物相分别为立方结构Ni3S4和Co3S4,二元金属镍钴硫化物（NCS）为立方结构Ni Co2S4;随着镍含量的减少,其结晶度降低。SEM和TEM分析可知,随着镍含量的减少,镍钴硫化物形貌由二维纳米片转变为三维纳米管,最后转变为三维纳米棒阵列。电容性能测试表明,1 A/g的电流密度下,单一硫化镍Ni3S4的比电容为1311.30 F/g,单一硫化钴Co3S4的比电容为2309.26 F/g,二元镍钴硫化物Ni Co2S4的比电容得到大幅提升,并且随着镍含量的减少,镍钴硫化物电极材料的比电容先增加后减小;当镍钴比例为1:2时比电容达到最大值,为2776.30 F/g;并且具有良好的循环性能,在10 A/g电流密度下充放电2000次后比电容保持率为首次的93.81%。在上述实验基础上,探究硫化温度对镍钴硫化物形貌及电容性能的影响规律。XRD分析表明,随着硫化温度的升高,镍钴硫化物的晶体结构没有发生改变,但结晶度逐渐降低。SEM分析可知,随着硫化温度的升高,镍钴硫化物纳米管逐渐增多,至160℃时出现明显的纳米管阵列,温度过高导致纳米管阵列转变为二维平面结构。电容性能测试表明,随硫化温度的升高,镍钴硫化物的比电容呈现先增加后降低的趋势,当温度为160℃后比电容达到最大值2776.30 F/g。由于镍钴硫化物的倍率性较差,本文进一步通过r GO与镍钴硫化物复合来改善其电容性能。XPS分析发现,r GO与镍钴硫化物含有Ni、Co、S和C等元素,并且光谱中发现C-O和O-C=O键的存在。SEM和TEM图中可以清晰的观察到r GO的存在,这表明镍钴硫化物与r GO成功实现了复合,并且加入r GO后镍钴硫化物x转形貌变为纳米棒阵列。电容性能测试表明,NCS/r GO的能量密度与NCS相比得到明显提升,当功率密度为630.93 W/kg时的能量密度达62.90 Wh/kg。该论文有图21幅,表4个,参考文献119篇
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