nico-bh@ticcnf复合材料的制备及在超级电容器中的应用

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4、置中超级电容器因其循环寿命长、充放电速度快、高功率密度等优点而具有广阔的应用前景。然而电极材料的自身特性及结构常常限制了超级电容器的性能，因此制备高性能超级电容器电极材料一直是研究的重点。碳材料因其大的比表面积、良好的导电性、可控的孔结构等优点而引起了研究者的广泛关注，然而由于其储能机理的限制，使其电化学性能受限。过渡金属氢氧化物或金属氧化物有高的理论容量引起了广泛研究，然而其导电性差、结构不稳定等因素大大降低了其实际电化学性能。为了寻求高性能的超级电容器电极材料，本文通过静电纺丝及碳化技术，成功地制备了三维自支撑柔性的碳化钛/碳复合纳米纤维材料

5、(TiC/CNF)，并对其结构、性能进行了表征；以TiC/CNF复合纳米纤维材料为基底，经过微波辅助加热的方法制备了柔性碳化钛/碳与氢氧化镍钴复合纳米纤维材料(NiCo-BH@TiC/CNF)，并以NiCo-BH@TiC/CNF为电容器电极材料探讨了其电化学性能。本论文主内容如下：1.以四氯化钛(TiCl4)、聚丙烯腈(PAN)、硝酸镍(Ni(NO3)2)和二甲基甲酰胺(DMF)为原料配制含钛的聚合物溶液，经静电纺丝法制备含钛的聚合物纳米纤维，高温碳热还原得到均一的TiC/CNF复合纳米纤维布，该复合纳米纤维布具有优异的导电性和柔性。复合纳米纤维

6、布的电导率高达25.0S/cm，比相同条件下制备的CNF纤维布的电导率高，并在弯曲60次后TiC/CNF复合纤维布的电导率有96%的保留率，即使弯曲200次后，TiC/CNF复合纤维布的电导率仍有40%的保留率。2.以TiC/CNF复合纤维布为基底，利用微波辅助加热的方法合成了柔性、自支撑多孔的NiCo-BH@TiC/CNF复合材料。在优化条件后，复合纳米材料展现出优异的比容量、倍率性能和循环稳定性。尤其是基于NiCo-BH41@TiC/CNF-1复合电极材料制备的复合超级电容器有高的能量密度55.93Whkg和功率密度-1-118300Wkg，

7、在电流密度5.0Ag时，其循环3000次仍然保留着93.3%的比容量。这些优异的电化学性能可能归功于(1)相互交织高导电的TiC/CNF复合基底材料改善了电极的电导率同时也抑制了氢氧化镍钴纳米片的团聚。(2)互通的超薄氢氧化镍钴纳米片形成多孔结构能提供丰富的电活性位点，改善电解液离子的扩散。因此自支撑柔性三维的NiCo-BH@TiC/CNF复合电极材料是一个很有应用前景的超级电容器电极材料。I关键词：静电纺丝；碳化钛/碳纳米纤维复合材料；高导电性；镍钴复合纳米片；超级电容器IIAbstractInrecentyears,thedevelopmen

8、tofrenewableandcleanenergydevicestomeeteconomyandecologicallysustain