【摘 要】
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为了解决能源匮乏和大气污染等问题,开发高效的能源存储设备成为科学家的一项重大任务。超级电容器因其工作温限宽,充放电效率高、循环寿命长和对环境污染小等优点吸引了很多研究者对其在储能领域的研究。研发优异性能的电极材料是提高其能量密度的有效途径。众所周知,在各种电极材料中,过渡金属硒化物因其具有较低的电负性和较高的电化学活性而被人们广泛研究。本文以镍钴硒化物作为研究对象,通过调节物料配比和反应条件制备了
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为了解决能源匮乏和大气污染等问题,开发高效的能源存储设备成为科学家的一项重大任务。超级电容器因其工作温限宽,充放电效率高、循环寿命长和对环境污染小等优点吸引了很多研究者对其在储能领域的研究。研发优异性能的电极材料是提高其能量密度的有效途径。众所周知,在各种电极材料中,过渡金属硒化物因其具有较低的电负性和较高的电化学活性而被人们广泛研究。本文以镍钴硒化物作为研究对象,通过调节物料配比和反应条件制备了高性能的电极材料,同时以自制的镍钴硒化物电极为正极组装了非对称超级电容器,得到了高能量密度的储能器件。相对于水热和溶剂热法这些传统的制备方法,微波法具有加热速度快,能耗低,节能和环保等优点。因此,本文使用微波法将三聚氰胺碳泡沫（CMS）和碳纤维毡（CFF）作为基底和镍钴硒化物进行复合作为电极材料并探索其电化学性能。1、以三聚氰胺碳泡沫作为基底和导热层,硝酸镍作为先驱体,硒粉作为硒化剂,乙二胺作为溶剂,乙二醇作为还原剂,采用微波法合成了Ni Se2/CMS复合材料,该电极材料在1 A g-1下提供了1045 F g-1的高比电容,并在15000次充放电循环后仍保持初始电容的86.3%。组装的非对称超级电容器Ni Se2/CMS//AC,在功率密度为800 W kg-1时可以实现22.58 Wh kg-1的高能量密度,并成功点亮6个白色小灯泡持续15min。2、以碳纤维毡作为基底和导热层,硝酸钴作为前驱体,硒粉作为硒化剂,乙二胺和作为溶剂,乙二醇作为还原剂,通过一步微波法合成了Co Se2/CFF复合材料,通过调控微波功率和时间确定了最佳反应条件。在反应条件为1000W,90s时制备的Co Se2/CFF电极材料具有最佳的电化学性能。Co Se2/CFF复合材料在1 A g-1,比电容为621 F g-1,且循环100000圈后电容保持率为84.7%。组装的非对称柔性超级电容器Co Se2/CFF//AC/CFF能够在功率密度为823.12 W kg-1时,能量密度高达22.43 Wh kg-1,且在弯曲不同角度和2000次后具有较好的电容保持率。3、以碳纤维毡作为基底和导热层,硝酸镍和硝酸钴作为前驱体,硒粉作为硒化剂,乙二胺作为溶剂,乙二醇作为还原剂,通过一步微波法制备了Ni Co Se4/CFF复合材料并探索不同微波功率和微波时间对其电化学性能的影响。Ni Co Se4/CFF复合材料在1000W,120s时电化学性能最佳。在1 A g-1具有1653.6 F g-1比电容,且循环150000圈后电容保持初始比电容的87.05%。组装的非对称柔性超级电容器Ni Co Se4/CFF//AC/CFF能够在832.69 W kg-1的功率密下实现了21.65 Wh kg-1的高能量密度,还且在弯曲不同角度和200次后具有较好的电容保持率。
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