蒲公英状钴镍硫化物的制备及赝电容特性研究

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1、分类号学号M201271055学校代码10487密级硕士学位论文蒲公英状钴镍硫化物的制备及赝电容特性研究学位申请人：余静文学科专业：新能源科学与工程指导教师：江建军教授答辩日期：2015年5月15日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringPreparationandPseudocapacitiveBehaviorStudiesofCobaltNickelSulfideforSupercapacitorsCandidate:YuJingwenM

2、ajor:NewEnergyScienceandEngineeringSupervisor:Prof.JiangJianjunHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinathMay15,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位

3、论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要超级电容器是近年来备受关注一种新型储能器件，它充放电速率快，功率密度高，寿命周期久，其优良的性能使得它在太阳能、风能的能量转换和存储

4、，电动汽车，移动电子等市场都拥有广阔的应用前景，而超级电容器的性能主要取决于高性能电极材料的研究。因此，本文采用一种温和的二步水热法成功的制备出蒲公英状Co9S8纳米管电极材料。借助SEM，TEM，FT-IR，循环伏安法，恒流充放电法等形貌和电化学表征手段，研究了不同充放电阶段电极材料的微观形貌结构和电化学表征结果的演变，提出了一种Co9S8纳米管电极材料的特殊活化机制。即Co9S8电极材料在最初的充放电过程中，生成了中间产物Co9S8OH纳米片并聚集在了纳米管表面，形成核壳结构，有效的提高了电极材料的比表面积，从而提高比电容，达到活化电极的效果。Co9S8电极材料经活化后，比电

5、容可显著提高9.2%。在电极制备的过程中，反应物的用量和活性物质担载量等因素也会对Co9S8比电容产生一定的影响，通过改变反应物的用量和活性物质的担载量的大小，实现了对材料的微观形貌尺寸和比电容的控制。本文还采用相同的水热法制备出了形貌相同的硫化镍和硫化钴镍，进一步研究了蒲公英状的硫化镍和硫化钴镍的电化学性能，并将三者进行对比，结果表明硫化钴镍兼具硫化钴和硫化镍电极材料的优点，在充放电过程中发生了多个复杂的氧化还原反应，在1A/g的电流密度下，比电容达773F/g，比Co9S8高出77%，同时也比NiS高出24%，而它的倍率性能位于二者之间。因此硫化钴镍拥有较大的比电容和良好的倍

6、率性能，是值得研究的超级电容器电极材料。关键词：超级电容器，硫化钴纳米管，硫化钴镍，活化机理I华中科技大学硕士学位论文AbstractSupercapacitorsasanewtypeofenergystoragedevicearewidelystudiedinrecentyears,ithasadvantagesofshortchargingtime,highchargingefficiency,longcyclelifeandothercharacteristics,thoseadvantagesmakeitpromisinginsolarenergy,windenergys

7、torage,newenergyautomotive,consumerelectronicsandothermarkets.Theperformanceofsupercapacitorsmainlydependonelectrodematerials.Inthisthesis,Dandelion-likeCo9S8nanotubeshavebeenfabricatedbyamildtwo-stephydrothermalmethod.Throughtheobservingofel