石墨烯/氧化钴复合材料的制备及其电化学性能研究

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石墨烯,是一种以SP2杂化的二维碳原子层组成的碳材料,其在电化学方面表现着优异的性能,促使其成为了当今储能领域的研究热点。本文中,我们设计了两种石墨烯/氧化钴复合物的纳米结构,主要研究内容如下:1.利用水热法首先合成了针状Co(CO3)0.5(OH)?0.11H2O/GO复合物前驱体,然后置于惰性气体环境中,煅烧得到了针状Co3O4/GNS复合材料。通过三电极测试法,考察了其超级电容器储能性能,发现其在2 mol/L KOH电解液中循环4000次后,其电容量仍能维持70%以上。2.利用重结晶法合成了1~3μm纳米棒状Co5(OH)2(CH3COO)8?2H2O/GO混合物,真空退火,得到了2~20 nm纳米晶体状CoO/GNS复合材料。考察了其锂离子储能性能,发现:在500 mA/g的电流密度下,循环104次,电容量仍能维持626.3 mAh/g;在相同的测试条件下,CoO/Co单体仅剩146.5 mAh/g。总之,制备石墨烯/氧化钴复合物,石墨烯能有效的改善氧化钴的导电性,反过来,氧化钴也能阻碍石墨烯的折叠、团聚,这种复合材料兼具了石墨烯和氧化钴的优势,共同提高了其在超级电容器及锂离子储能中的电化学性能。
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