金属氧化物基电化学超级电容器的制备及性能研究

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1、1ft-&.1~~10475~%1047531208517-51-~%047~.fJ;lf~±~1fl:i~Jt¥f4-.~~1ilf~1J~t:b'.:Et=4i~*Cllj~~F}:.:rlli7C1lPreparationandpropertiesofthesupercapacitorsbasedonmetaloxideADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequi

2、rementsfortheDegreeofMasterofScienceByTaoLiSupervisor:AssociateProfessorShengjunLiSchoolofPhysicsandElectronicsHenanUniversityMay2015-f..A.faJ~'fJf1k~Jltl:l::#Jf-±-~1ii-1-f-it.-f-A..~Yf.!!A:FJt.I.X.a1q:tt*x;t-f..A.~~~;paH~..j<-rftiL:tA~,~.P1f;;f1l.a1i*

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6、-f$-i-i*4.XM~ii~i::..(-~i::..;f..f;r~~i::..$-~(~a*~~~~~u~i::..~~W$~Jfl~R-#)2015-+sJ=J)of;1'ftfL~摘要超级电容器（supercapacitors），又叫做电化学电容器（electrochemicalcapacitors），是近年出现的一种新型储存能量的元件，由于它具有充放电效率大、功率密度高、循环寿命长等优点，在移动通讯、电动汽车、电子器件以及航空航天等领域有着非常广阔的应用前景，因此受到了国内外研究者们的

7、广泛关注。现阶段，电极材料的开发研究是超级电容器性能研究的重点。对于碳材料的研究已经相当成熟，而相对于碳基材料和导电聚合物材料来说，金属氧化物具有相对较高的理论比容量和能量密度，成为了超级电容器电极材料开发的热点。在氧化物电极材料中，虽然氧化钌具有较好的电化学性能，但其作为贵金属成本太高，不利于大规模商业化生产，所以寻求低成本、经济环保型电极材料成为了首要任务,而氧化钴、氧化锡具有成本低、制备技术成熟以及比电容量高等优势。本文探讨了纳米氧化钴及氧化锡的制备技术及电化学性能，并对其在超级电容器的应用进

8、行了研究。本文的具体研究内容如下：（1）合成了Co3O4/MWCNTs复合材料。通过工艺简单成本低廉的水热方法，在多壁碳纳米管上生长纳米级的Co3O4将其作为超级电容器的电极材料。用浓硝酸做活化剂，活化了多壁碳纳米管的管壁，使其能够携带更多的官能团，从而使钴离子更有效的贴在管壁上。用扫描电镜法（SEM）来表征了各个电极试样的表面形貌；用X射线衍射法（XRD）表征了试样的晶体结构和一些晶体参数；用热重法（TG）表征了Co3O4的担载量，最后用循环伏安法（CV）、充放电法