【摘 要】
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超级电容器(Surpercapacitors)是化学电源体系中新兴的贮能元件。它兼具传统物理电容器高功率及化学电池高能量密度的优点，是一种介于电池和静电电容器之间的新型储能元件。高性能的超级电容器需要高性能的电极材料。本文突出阐述了湿法制备Co3O4活性材料，采用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电、X射线衍射、透射电子显微镜等实验方法和测试手段对活性材料展开物相及电化学性能研究。同时还围绕Co3O4电
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超级电容器(Surpercapacitors)是化学电源体系中新兴的贮能元件。它兼具传统物理电容器高功率及化学电池高能量密度的优点，是一种介于电池和静电电容器之间的新型储能元件。高性能的超级电容器需要高性能的电极材料。本文突出阐述了湿法制备Co3O4活性材料，采用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电、X射线衍射、透射电子显微镜等实验方法和测试手段对活性材料展开物相及电化学性能研究。同时还围绕Co3O4电极，对活性物质掺杂和电解液选取等问题进行了研究。
以[Co(NH3)6]3+络合离子和Co2+为前驱物，低温制备Co3O4。XRD测试表明制得产物为纯相尖晶石型Co3O4，通过对TEM照片分析，80℃时制备的产物粒径为4～6nm。将Co3O4制备成电极，在对电极进行电化学测试后发现：所制备的电极具有良好的电容性能。恒流充放电测得其比容量最高可达224.9F/g，循环90次后，充放电曲线进入稳定状态，充放电效率达到100﹪。对电极进行的交流阻抗测试表明，电极等效串联电阻仅为200mΩ，而且经过500次循环后等效串联电阻仅增加50mΩ。
在Co3O4制备过程中掺杂Ni离子，并对掺杂后的电极电容性能进行研究。结果表明，掺杂Ni后Co3O4电极的比容量提高了5﹪。等效串联电阻略有增大，阻值为350mΩ。
在对KOH电解液的研究中发现，Co3O4电极比容量随KOH溶液浓度的增加而增大。在KOH电解液浓度为5mol/L时，比电容达到304.2F/g。在研究Co3O4电极在中性电解液中的电容特性时发现，硝酸盐电解液的电容特性优于硫酸盐电解液，同时，中性电解液的选用将电极工作电势窗提高到0.2～1.3V。
对碳纳米管及Co3O4/碳纳米管复合电极进行超级电容性能研究。结果表明，当Co3O4与碳纳米管质量比为90：5时，单电极比容量达到233.32F/g。同时，碳纳米管的添加能显著提高电极大电流充放电性能。
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