Co_(3)O_(4)/石墨烯复合材料的制备及电化学性能  

Preparation and electrochemical performance of Co_(3)O_(4)/graphene composite

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作  者:李海丰 任伊锦 LI Haifeng;REN Yijin(College of Materials Science and Engineering,Hubei University of Automotive Technology,Shiyan 442002,Hubei,China)

机构地区:[1]湖北汽车工业学院材料科学与工程学院,湖北十堰442002

出  处:《电池》2025年第1期63-70,共8页Battery Bimonthly

基  金:湖北省自然基金面上项目(2015CFC786);湖北省高等学校省级教学研究项目(2022373);湖北汽车工业学院双创学院重点课题(SCJY202201);湖北汽车工业学院大学生创新训练计划项目(DC2021052)。

摘  要:为评估电极材料Co_(3)O_(4)/石墨烯复合材料在超级电容器中的性能,并提高电化学活性和稳定性,采用水热合成法制备Co_(3)O_(4)/还原氧化石墨烯(rGO)复合材料,研究氯化钴添加量和复合材料后处理烘干温度对电极电化学性能的影响。氯化钴与氧化石墨烯(GO)物质的量比为16∶1、烘干温度为250℃时,能充分发挥Co_(3)O_(4)与GO的协同作用,制备的复合材料电化学性能较好。得益于束状棱柱组成的花朵样团簇状结构,Co_(3)O_(4)良好地附着在GO表面,能阻止团聚,提高活性材料的利用率,改善电极材料的电容特性。Co_(3)O_(4)/rGO复合材料以0.5 A/g电流在0~0.55 V充放电,比电容为281 F/g,比能量为11.38 W·h/kg;当电流增到1.0 A/g时,比电容为223 F/g,仍能达到0.5 A/g时的79.4%,展现出良好的循环稳定性。In order to evaluate the performance of the electrode material Co_(3)O_(4)/graphene composite in supercapacitor,improve the electrochemical activity and stability,the Co_(3)O_(4)/reduced graphene oxide(rGO)composite is prepared via the hydrothermal synthesis method.The effects of cobalt chloride concentration and post-treatment drying temperature on the electrochemical performance of electrodes are investigated.A molar ratio of 16∶1 for cobalt chloride to graphene oxide and a drying temperature of 250℃result in optimal synergy between Co_(3)O_(4)and GO,the prepared composites have better electrochemical performance.Due to the flower-like cluster structure composed of bundle prisms,Co_(3)O_(4)strongly adheres to the GO surface,prevents agglomeration,enhances active material utilization and electrode capacitive properties.The Co_(3)O_(4)/rGO composites display a specific capacity of 281 F/g and a specific energy of 11.38 W·h/kg when charged and discharged at a current of 0.5 A/g in 0-0.55 V.The specific capacitance reaches 223 F/g at 1.0 A/g,still retaining 79.4%of the value at 0.5 A/g,demonstrating good cycle stability.

关 键 词:电极材料 超级电容器 水热合成法 Co_(3)O_(4) 氧化石墨烯(GO) 循环稳定性 电容特性 

分 类 号:TM533[电气工程—电器] TD98[矿业工程—选矿]

 

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