NiMn2O4/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其超级电容性能
2021-03-30李明伟杨绍斌
李明伟,杨绍斌
(辽宁工程技术大学材料科学与工程学院,辽宁阜新123000)
随着化石能源的枯竭,全球变暖、环境污染等问题的出现,可再生能源已经吸引了研究者们极大的关注。超级电容器作为储能设备因其功率密度相对较高,充放电速度快和突出的循环稳定性而具有广阔的应用前景[1]。近年来,不同种类的电极材料得到了广泛的应用。例如碳材料、金属氧化物(Co3O4[2]、MnO2[3-4]、NiO[5]等)和导电聚合物。与导电聚合物和碳材料相比,过渡金属氧化物(TMO)由于其优越的氧化还原活性、丰富的储量、理论容量大、成本低吸引了研究者的广泛关注。二元金属氧化物能够发挥不同过渡元素的协同效应,提高电导率和电压窗口等电化学性能[6],如NiCo2O4[7]、CoMoO4[8]、CoMn2O4[9]和ZnCo2O4[10]。尖晶石晶体结构的NiMn2O4具有低成本、环保、制备方法简单等优点。然而,与其他过渡金属氧化物一样,由于其存在导电性差、比表面积低、容易团聚等问题,其应用受到限制[11]。为了克服以上缺点,研究者将其与石墨烯结合,制备具有应用前景的电极材料。石墨烯是一种重要的碳材料,由于其独特的结构,石墨烯展现出优良的导电性、化学稳定性和热稳性,具有广阔的应用前景[12]。Li等[13]采用共沉淀及热处理法制备的NiMn2O4@还原氧化石墨烯(NiMn2O4@rGO)在高性能超级电容器上具有广阔的应用前景。Wang 等[14]采用共沉淀法在乙醇-水体系中制备了rGO/NiMn2(C2O4)3前体,并在空气中煅烧得到复合材料。其中石墨烯质量分数为30%的复合材料显示出较高的比电容(1A/g时为693F/g)和良好的循环稳定性(2000 次充放电后,NiMn2O4/rGO 在5A/g时的比电容保持率为91.38%),表明复合材料具有潜在的应用前景。……
