Cu-Co金属硫化物作为超级电容器电极材料的性能研究

发布时间：2021-08-28 18:39

　　通过改变溶剂热反应的液体环境,探究了所制备超级电容器电极材料CuCo₂S₄的形貌、粒径以及作为电极材料的比容量。利用XRD、SEM等测试手段对所制备的活性材料CuCo₂S₄的形貌和粒径进行分析,利用循环伏安测试（CV）、恒电流充放电测试（GCD）和电化学阻抗（EIS）等测试手段对电极的电化学性能进行分析。结果表明,丙三醇溶剂环境比乙二醇溶剂环境所制备CuCo₂S₄的粒径更小、质量比容量更大,同时CuCo₂S₄颗粒粒径随着油浴保温时间延长而变大。在溶剂环境中加入丙三醇、油浴时间为10 h条件下制备的CuCo₂S₄电极材料具有最优的电化学性能,在电流密度为2 A/g时,质量比容量可达659 F/g。 

【文章来源】：现代化工. 2020,40(11)北大核心CSCD

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【部分图文】：

Cu Co2S4样品的场发射扫描电镜图

所制备的电极Cu Co2S4的XRD物相结构分析如图2所示。从图2中可以看出，在衍射角2θ为26.6、31.3、38.0、47.0、49.9°以及54.8°所对应的峰值最高，分别对应着Cu Co2S4(JCPDS卡片No.42-1450)的(0 2 2)、(1 1 3)、(0 0 4)、(2 2 4)、(1 1 5)和(0 4 4)晶面。同时发现除了与Cu Co2S4晶体对应的衍射峰外，并没有其他副产物的衍射峰，即该物相为所需制备Cu Co2S4。2.3 电化学测试分析

Cu Co2S4样品所制备电极在5、10、20 m V/s不同扫描速率下的循环伏安(CV)曲线如图3所示，电位窗口为-0.15～0.35 V。其氧化还原机制主要来自于Cu+/Cu2+与Co2+/Co3+氧化还原对。从图3中可以看出，随着扫描速率的不断增大，活性物质所对应的氧化还原峰的位置并没有发生大幅度的偏移，说明Cu、Co和S元素组成的尖晶石结构稳定，是作为活性物质的理想结构，电极具有良好的倍率性能[10]。所制备3个样品电极的CV曲线形状相似且氧化还原峰位置接近，但是可以明显判断出在相同扫描速率CV曲线拥有的面积不一样。在扫描速率为20 m V/s时，样品Cu Co2S4-1所制备电极的CV曲线面积最大，表明其拥有最大的比容量。结合SEM分析可以判断，当活性物质颗粒尺寸较小时，比表面积较大，可以提供更多的氧化还原活性位从而获得更高的比容量。2.3.2 恒电流充放电测试


本文编号：3369042