聚吡咯包覆纳米多元金属化合物阵列的制备及电化学储能研究

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1、ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士专业学位论文ProfessionalMaster’sThesis中文论文题目:聚吡咯包覆纳米多元金属化合物阵列的制备及电化学储能研究英文论文题目：PreparationandElectrochemicalStoragePropertiesofMetallicCompoundscoatedbyPolypyrrole专业学位类别：工程硕士专业学位领域：机械工程作者姓名：张志强指导教师：郭绍义教授袁永锋副教授完成日期：2016年12月30日浙江理工大学学位论文独创性声明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

2、作及取得的研究成果。除了文中特别加＾乂标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江望工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巴在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名３０签字日期１：叫年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部口或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江理工大学可Ｌ乂将学位论文的全部或部分内容编入有关Ｌ数据库进行检索和传播，可乂采用影印、缩印或扫描等复制手段保

3、存。、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后适用本授权书）＇（学位论文作者签名：《＾若＾｜＾１３〇签字日期１日；＞］年月导师签名：Ｉ签字曰期：。年月曰＾浙江理工大学硕士学位论文聚吡咯包覆纳米多元金属化合物阵列的制备及电化学储能研究摘要电极材料是决定超级电容器和锂离子电池等新型储能器件性能的关键因素，也是目前储能材料领域的研究热点。在众多电极材料中，过渡金属Ni、Co和Mo的化合物CoMoO4和NiCo2S4材料具有理论比容量高、制备工艺简单、环境友好等优点，吸引了研究者的兴趣。但是，CoMoO4和NiCo2S4本身的电子电导率较低、放电容量和倍率性能不理想；

4、同时在参与电化学可逆反应时材料内部会反复产生较大的应力，长期循环之后材料容易粉化失活脱落。为了改善CoMoO4和NiCo2S4的比容量和循环寿命，本文设计了CoMoO4和NiCo2S4的纳米阵列结构，并将聚吡咯包覆在其表面，利用聚吡咯的高电导率和优异稳定性来改善CoMoO4和NiCo2S4材料的倍率性能、比容量和循环寿命，主要研究内容如下：（1）采用水热法和高温煅烧技术在泡沫镍基底上制备CoMoO4纳米片自组装柱阵列，然后再利用电化学聚合技术将聚吡咯包覆在CoMoO4纳米片自组装柱阵列上。通过XRD和FTIR表征聚吡咯包覆CoMoO4复合材料物相，SEM测试发现复合材料呈现出纳米级厚度

5、的聚吡咯完整一体地包覆在CoMoO4柱阵列上。将复合材料组装成三电极体系测试它的赝电容性能发现，在电流密度为200mAg-1的条件下，聚吡咯包覆CoMoO4复合材料比电容为1195Fg-1，高于未包覆CoMoO-14的1173Fg，充放电循环3000次后，聚吡咯包覆CoMoO-14复合材料的比电容（1024Fg）仍保持初始值的85.7%，而未包覆CoMoO4仅剩余52%。聚吡咯包覆CoMoO4材料表现出更高的比容量，更小的内阻，在充放电过程中的结构更加稳定。（2）采用两步水热法在泡沫镍基底上直接生长NiCo2S4纳米管阵列,然后使用电化学聚合技术在NiCo2S4纳米管阵列上包覆聚吡咯。

6、通过XRD和FTIR测试分别表征复合材料的物相，SEM和TEM测试揭示了复合材料呈现出8nm聚吡咯层完整地包覆在NiCo2S4纳米管阵列上。将复合材料组装成三电极体系测试它的赝电容性能发现，聚吡咯包覆NiCo2S4复合材料的放电比电容与未包覆的相比从1242Fg-1增长到1493Fg-1，增加了20%。在倍率性能测试中，电流密度为24mAcm-2时，聚吡咯包覆NiCo2S4复合材料的平均比电容达到了未包覆的2倍。当电流密度从大电流回归到1mAcm-2时，聚吡咯包覆NiCo2S4的平均比电容达到了初始容量的98%，即1605Fg-1，而未包覆的保持率只有82%。所制备复合材料作为超级电容

7、器电极材料具有较高的比容量，良好的倍率性能和电化学稳定性。（3）本文还研究了聚吡咯包覆CoMoO4和聚吡咯包覆NiCo2S4作为锂离子电池阳极材I浙江理工大学硕士学位论文聚吡咯包覆纳米多元金属化合物阵列的制备及电化学储能研究料的电化学储能性能。在0.2C电流密度下，聚吡咯包覆CoMoO4复合材料的比容量达到了1084mAhg-1，比未包覆的CoMoO4材料比容量高22%。在0.2C电流密度下，100个循环后聚吡咯包覆NiCo2S4纳米管阵列复合