TiC-C納米纖維與金屬氧化物復合材料電容性能的研究.pdf

1、由于石油資源短缺，并且化石能源對環(huán)境帶來巨大的污染，節(jié)能減排，因此綠色環(huán)保的概念在當今社會越來越重要。新型的能源儲存裝置一超級電容器由于安全可靠、綠色環(huán)保、適用范圍寬、充電快速等優(yōu)點成為當今研究的熱點。但是由于超級電容器較低的能量密度制約著它在商業(yè)及工業(yè)上的應用，因此如何提高超級電容器的能量密度是我們研究的重點。
　　金屬氧化物贗電容電極，具有較高的能量密度，但由于其較大的電阻使其倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性較差。本文中通過化學氣相沉積的

2、方法在鈦合金基底上原位生長出以TiC為內(nèi)核，表面一層碳包覆的核殼TiC/C納米錐陣列，同時在表面負載具有贗電容的氧化物構建一種直接垂直生長在導電基底上的復合一維納米陣列電極。這一點極可以為電子的的傳輸提供高速通道，不僅可以大大提高材料的能量密度，而且對材料的倍率性能，功率密度均有改善。
　　本論文的研究內(nèi)容主要如下:
　　(1)利用電化學沉積的方法在TiC/C納米纖維陣列表面負載MnO2納米粒子，通過沉積時間的調(diào)控調(diào)節(jié)MnO

3、2的沉積量，研究不同沉積量的MnO2所得的TiC/C/MnO2復合材料的電容性能。結(jié)果表明:MnO2的沉積時間為10 s的電極材料(TiC/C/MnO2-10s)在掃描速率為10mV/s下比電容高達685 F/g,在掃描速率為1 V/s下，比電容仍然有387 F/g，僅僅衰減43％。即使在大負載MnO2量的電極TiC/C/MnO2-100s，其比電容仍有395 F/g（掃描速率為10mV/s）和197 F/g(掃描速率為1V/s)，比容

4、量衰減50％。
　　(2)利用電化學沉積的方法在TiC/C納米纖維陣列表面負載MoO3納米粒子，研究不同沉積量的MoO3所得的TiC/C/MoO3復合材料的電容性能。通過在750℃高溫下氨氣氣氛中氮化的方式將MoO3充分氮化轉(zhuǎn)化成TiC/C/Mo2N復合材料，并研究其電容性能。結(jié)果表明TiC/C/MoO3復合材料具有良好的電容性能及循環(huán)穩(wěn)定性，但是倍率性能較差;通過氨氣氮化形成TiC/C/Mo2N復合材料后，雖然比容量有所降低，但