论文部分内容阅读
超级电容器因超大容量、快速的充放电效率、高功率密度等优点,在高性能电源中发挥着重要的作用。目前,包括碳材料、导电聚合物和金属化合物在内的多种电化学活性材料被广泛用作超级电容器的电极材料。但是,单一的电极材料一般存在能量密度低、电化学性能差等固有缺陷。研究表明由不同材料制备而成的复合电极材料可以同时兼顾多种材料的特性,表现出比单一材料更加优异的电化学性能。尤其是基于金属氧化物和导电聚合物合成的纳米复合材料,同时具有赝电容材料的高理论电容和聚合物的高导电性,并在独特的结构特征下表现出优异的电化学性能。因此本论文基于镍基材料（硫化钴镍和钼酸镍）与聚吡咯材料设计合成了结构独特的新型复合材料,并研究其电化学性能。具体内容如下:通过环境友好的水热法制备Ppy纳米管表面修饰NiCo2S4纳米片的核壳复合材料。Ppy管作为基底的引入,有效阻止了NiCo2S4纳米片的团聚,使复合电极材料具有高达217 m2 g-1的比表面积。电化学测试表明复合物在1 A g-1下具有高达908.1 F g-1的比电容以及循环2000圈高达87.7%的循环稳定性,表现出比单纯NiCo2S4更优异的电化学性能。此外,以Ppy@NiCo2S4材料为正极组装而成的非对称超级电容器在160 W kg-1的功率密度下具有50.82 Wh kg-1的能量密度以及2000次循环后比电容仍保持126.6%的高循环稳定性。得益于其优异的电化学性能,Ppy@NiCo2S4复合材料被认为是高性能超级电容器的理想候选材料。以Ppy管为基底,通过简单的水热处理合成Ppy@NiMoO4管状复合材料,表现出优异于单独NiMoO4材料的电化学性能。之后通过引入二维rGO构建rGO/Ppy@NiMoO4三维导电薄膜。并在rGO的不同掺杂比例下,分别掺入2%、5%和15%的rGO/Ppy@NiMoO4具有高于Ppy@NiMoO4的电容性能。尤其是掺杂2%的rGO混合物rGO/Ppy@NiMoO4的比容量在1 A g-1下高达1125.2 F g-1。随着rGO掺杂量的增加,rGO/Ppy@NiMoO4混合物的电容性能逐渐下降。因此在保证真空抽滤成膜的情况下,选择rGO/Ppy@NiMoO4-5%薄膜电极为正负极制备全固态对称超级电容器,为柔性电极材料和全固态超级电容器的组装提供了便捷、低廉的新合成路线。