张诚1)2) 邓明森2)3)† 蔡绍洪2)

1)(贵州师范大学,贵州省普通高等学校低维凝聚态物理重点实验室,贵阳 550001)

2)(贵州财经大学信息学院,贵阳 550025)

3)(贵州师范学院,贵州省纳米材料模拟与计算重点实验室,贵阳 550018)

基于镍泡沫支撑的Co3O4纳米多孔结构的高性能超级电容器电极∗

张诚1)2) 邓明森2)3)† 蔡绍洪2)

1)(贵州师范大学,贵州省普通高等学校低维凝聚态物理重点实验室,贵阳 550001)

2)(贵州财经大学信息学院,贵阳 550025)

3)(贵州师范学院,贵州省纳米材料模拟与计算重点实验室,贵阳 550018)

(2017年1月4日收到;2017年3月16日收到修改稿)

在众多能量存储和转化器件中,超级电容器由于具有功率密度高、充放电迅速和优异的循环性能的优点而被广泛研究.然而,较低的比容量和能量密度,限制了超级电容作为大尺度能量存储和转化器件的广泛应用.为了提高超级电容器的比容量,需要增大电极材料和电解质的接触面积,进而促进电极材料俘获/释放电解质中的粒子(例如电子、离子或者小分子).在此,我们通过简单的水热法联合高温退火实验方案能够大规模制备出镍泡沫支撑的Co3O4多孔纳米结构.无需借助导电胶和粘合剂,在集流器镍泡沫上“生长”Co3O4多孔纳米结构直接作为超级电容的电极材料.这种多孔纳米结构和一体化设计思路不仅能够有效提高电极的导电性,而且能够有效缩短离子和电子的迁移路径.由于多孔的结构特征和优异的导电性能,Co3O4电极表现出超高比容量(在电流密度为2.5 mA·cm−2和5.5 mA·cm−2时,比……