聚吡咯和钴基硫化物核壳纳米结构电极的制备及其在超级电容器中的应用
发布时间：2020-06-04 16:10
【摘要】：随着能源危机和环境问题的日益严重,电化学储能装置的发展成为解决这问题的关键。近年来,相比传统电容器和电池,超级电容器由于高功率密度和长时间的循环寿命等优点,吸引了人们的广泛关注,但是低能量密度限制了它的发展,超级电容器的能量密度可以通过提高材料的比电容来提高,近年来,导电聚合物和金属硫化物受到研究者的青睐,但是导电聚合物稳定性差,硫化物导电性差的缺点限制了它们的发展,本论文围绕聚吡咯和钴基硫化物,在泡沫镍基底上制备了核壳结构的电极材料,然后以核壳结构材料为正极,碳纳米管和活性炭为负极组装了非对称超级电容器,内容包括以下两个部分:1.以泡沫镍为基底,通过两步电沉积法生长PPy@CoS核壳纳米线阵列电极,在PPy@CoS复合电极中,PPy作为导电骨架,增加了材料的导电性,缩短了离子扩散途径,CoS纳米片作为保护层起到防止PPy在充放电过程中体积皱缩的作用,这种核壳结构具有很大的表面积,丰富的活性位点,结构稳定,在1Ag-1电流密度下,电容高达2191 F g-1,经过3000次充放电后,电容没有衰减而且提升到初始值的123%。通过对比知道,PPy@CoS复合电极比PPy和CoS单电极在导电性,比电容和循环稳定性方面要好。为了测试电极的实用价值,我们组装了 PPy@CoS//CNT非对称电容器(功率密度为174.8W Kg-1时,能量密度为48.6WhKg-1),最后我们串联两个电容器成功点亮一个红色LED灯。2.以泡沫镍为基底,通过两步水热法分别生长了核壳结构的CoS和MnCo2S4纳米线电极,比较它们的性能发现,MnCo2S4电极具有更好的电化学性能,在电流密度1Ag-1下表现出的比电容为2507 Fg-1,比CoS高出29.4%,恒电流充放电2000次后,电容仅损失8.3%,这主要是因为Mn-Co双金属协同作用,提供了更好的导电性和更多的活性位点。为了测试其实际应用能力,我们还组装了 MnCo2S4//AC非对称电容器(功率密度为750.4 WKg-1时,能量密度为49.5 Wh Kg-1),将两个电容器串联起来可以点亮一个白色LED灯。
【图文】：
电极材料是由高比表面积和高空隙的纳米材料制成的它是超级电容器最逡逑重要的组成部分。根据电极材料的储能原理，可将其分为双电层电容器（ＥＤＬＣ）和逡逑赝电容电容器（Ｐｓｅｕｄｏｃａｐａｃｉｔｏｒｓ），a傻缛萜饔殖莆ɡ诘缛萜鳎浚砣缤迹保卞义纤尽ｅ义希渝危殄澹鲥澹牛欤澹悖簦颍铮欤簦邋澹樱澹穑幔颍幔簦铮蝈危у澹牛欤澹悖簦颍铮欤簦邋澹樱澹穑幔颍幔簦铮蝈义希茫酰颍颍澹睿翦危鲥危茫酰颍颍澹睿翦义希唬掊澹悖铮欤欤澹悖簦铮蝈危悖铮欤欤澹悖簦铮蝈义希垮澹悖幔簦椋铮铄澹垮澹幔睿椋铮铄义希牛欤澹悖簦颍椋悖幔戾澹洌铮酰猓欤澹欤幔澹蝈澹悖幔穑幔悖椋簦铮蝈危垮澹悖幔簦椋铮铄危校螅澹酰洌铮悖幔穑幔悖椋簦铮蝈义贤迹保背兜缛萜髟硗迹郏担蒎义希卞义，
本文编号：2696635
【图文】：
电极材料是由高比表面积和高空隙的纳米材料制成的它是超级电容器最逡逑重要的组成部分。根据电极材料的储能原理，可将其分为双电层电容器（ＥＤＬＣ）和逡逑赝电容电容器（Ｐｓｅｕｄｏｃａｐａｃｉｔｏｒｓ），a傻缛萜饔殖莆ɡ诘缛萜鳎浚砣缤迹保卞义纤尽ｅ义希渝危殄澹鲥澹牛欤澹悖簦颍铮欤簦邋澹樱澹穑幔颍幔簦铮蝈危у澹牛欤澹悖簦颍铮欤簦邋澹樱澹穑幔颍幔簦铮蝈义希茫酰颍颍澹睿翦危鲥危茫酰颍颍澹睿翦义希唬掊澹悖铮欤欤澹悖簦铮蝈危悖铮欤欤澹悖簦铮蝈义希垮澹悖幔簦椋铮铄澹垮澹幔睿椋铮铄义希牛欤澹悖簦颍椋悖幔戾澹洌铮酰猓欤澹欤幔澹蝈澹悖幔穑幔悖椋簦铮蝈危垮澹悖幔簦椋铮铄危校螅澹酰洌铮悖幔穑幔悖椋簦铮蝈义贤迹保背兜缛萜髟硗迹郏担蒎义希卞义，
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