基于co_3o_4复合电极材料制备及其电化学性能研究

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1、Ｉ．１、Ｉ中图分类号：ＴＱ１５２密级：公开ＵＤＣ：本校编号：讀州交适乂肇硕±学位论文论文题目Ｃｏ３〇４复合电板材料制备及其：基于电化学性能研究研究生姓名０２１２７２９：孙勇学号；学校指导教师姓名：田广科职称；教授申请学位等级；王学硕壬专业；材料物理与化学２０１５．０６．１２论丈答辩日巧２０１５．０６．０５论文提交日期；；独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果

2、，也不包含获得兰州《通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签＼名：凉）签字日期年《月．／／日＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权＾＞兰州交通大学可［１将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编［ｉｉ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁蟲。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名；挪４导师签名；鸦／可

3、签字日期：７＾护年／月；片／年日／／日签字日期月＾硕士学位论文基于Co3O4复合电极材料制备及其电化学性能研究FabricationofCo3O4compositeelectrodematerialsanditselectrochemicalperformanceinvestigation作者姓名：孙勇学科、专业：材料物理与化学研究方向：新能源材料学号：0212729指导教师：田广科副教授完成日期：2015.05.16兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要超级电容器是一种新型环保的储能器件，具有充放电速度快、能够大电流放电、较高的稳

4、定性、工作温度限制窄、可靠性好、免维护和绿色环保等优点，被广泛应用在铁路、电力、电子产品、通讯、汽车、国防等领域。超级电容器器件性能优劣直接决定于其选用的电极材料，所以不断提高超级电容器电极材料的电化学性能是目前国内外研究工作的重点。本文以四氧化三钴电极材料为基础，通过优化其制备工艺参数以及与聚吡咯电极材料(Ppy)和镍钴双氢氧化物电极材料复合改性，构建新型复合电极材料，最终提高其电化学性能。主要研究工作包含如下内容：1.以泡沫镍（NF）为骨架，采用水热法开展Co3O4制备工艺条件及性能研究。通过调节反应温度、焙烧温度等参数，探寻工艺条件对Co3O4结构、微观形貌及电化学性能的影响规律，制成

5、具有最佳微观结构和电化学性能的Co3O4电极材料/泡沫镍作为后续进一步研究复合电极材料的内核基础。研究结果表明，水热反应温度对Co3O4相结构的影响较为明显，而焙烧温度变化对Co3O4微观形貌作用显著。在水热反应温度为120℃时，生成相为单相立方尖晶石结构Co3O4电极材料。经120℃水热反应和250℃焙烧制成的Co3O4具有纳米线结构特征，在1A/g电流密度下比容量为863F/g，且经过2000次充放电循环后其比容量仍保持在98%以上。分析其内在机理应为纳米线微观结构电极材料具有最大的比表面积，能够最大程度促进电极与电解液间的电荷传输，降低电子进入与脱出的内阻，提高四氧化三钴的电化学性能。

6、2.以上述制成纳米线结构Co3O4电极材料/泡沫镍为基础，开展Co3O4/聚吡咯复合电极材料制备及性能研究。采用简单滴定氧化复合方法，制备Co3O4/聚吡咯复合电极材料，研究聚吡咯掺杂量变化对复合电极材料电化学性能的影响规律和内在机制。研究结果表明，Co3O4上复合聚吡咯之后，在5A/g电流密度下比容量由复合前的708F/g下降到复合后的580F/g。可见Co3O4电极材料与聚吡咯复合后并没有按预期结果提高其比容量，反而恶化了Co3O4电极材料电化学性能。分析其原因应是聚吡咯团聚覆盖在Co3O4上，破坏了其纳米线结构，并且阻碍了电子的传输速率，最终降低了复合材料的电化学性能。3.以1中制成纳

7、米线结构Co3O4电极材料/泡沫镍为基础，开展Co3O4/NiCo(OH)2复合电极材料制备及性能研究。首先采用恒电位沉积技术在Co3O4电极材料上沉积Ca(OH)2和Ni(OH)2混合相，XRD分析结果表明生成物特征衍射峰与标准图谱吻合，说明确实制成核-壳结构Co3O4/NiCo(OH)2复合电极材料。电化学性能分析结果表明，-I-基于Co3O4复合电极材料制备及其电化学性能研究Co3O4/NiCo(OH)