泡沫镍上原位生长CoMn2O4多级空心纳米球作为超级电容器电极材料的电化学性能研究
2021-11-05葛宗运周庆亚郭艾坪王振华黄金萍
上海师范大学学报·自然科学版 2021年5期
葛宗运,周庆亚,郭艾坪,王振华,黄金萍
(上海师范大学化学与材料科学学院,上海200234)
0 引言
超级电容器器件由集流体、电极材料、电解液和隔膜组成,其中影响超级电容器性能的关键因素是电极材料.在过去几十年里的文献中,已经报道了各种各样的电极材料的制备及其电化学性能研究工作[1-5].这些材料虽然在电容量上得到了一定程度的改善,但普遍存在比电容低、循环寿命较短的问题,原因在于电活性材料的比表面积不高和结构单一导致电活性材料的有效利用率较低,在循环充放电过程中发生结构崩塌.因此,设计高比表面积和结构合理的电极材料是非常必要的.
最近,ZHANG等[6]在各种导电基板上用溶液法合成了介孔钴酸镍(NiCo2O4)纳米片作为超级电容器的高性能电极.LIU等[7]原位合成了CoSx碳纳米纤维复合材料(CoSx@C)核-壳纳米球.多级结构的纳米材料,如介孔、中空及核壳结构等,作为超级电容器电极材料具有以下优点:1)增大了材料的比表面积;2)增大了电极材料与电解液离子的接触面积;3)缩短了电解液离子进入活性材料表面的距离[8-10].在这些中空材料中,锰基纳米结构材料在一次电池、二次电池、金属-空气电池和赝电容器中表现出优异性能,具有高电化学活性、低成本和环境友好的特点[11-12].
本文作者采用水热法在泡沫镍(NF)基底上原位生长了锰酸钴(CoMn2O4)纳米球,经过后续煅烧过程成为空心纳米球.通过调节钴离子(Co2+)浓度控制CoMn2O4电极材料的成核及结晶速度;……
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