CoO@CuO電極材料制備及超級電容性能研究

吳 童，古慶玉，王培鑒，劉忠品，孫海濱

(山東理工大學材料科學與工程學院，淄博 255000)

0 引 言

近年來，諸多類型的電能存儲裝置得到了快速發展，儲能技術成為當前的重要研究課題之一。超級電容器以其高能量密度、優異的倍率性能和循環穩定性、快速充放電速率等優點引起了廣泛關注[1-4]。

過渡金屬氧化物/氫氧化物是目前最重要的贗電容電極材料之一[5-7]。氧化鈷是鈷的低價氧化物，是一種價格低廉、無毒的環境友好型正極材料。分子量相對較小，與其他過渡族金屬氧化物具有相似的物理和化學性質。CoO理論比容量很高，可達4 292 F·g-1，在超級電容器中具有很高的潛在應用價值。Dong等[8]通過水熱法在銅箔表面直接合成了氧化石墨烯/氧化亞銅復合膜，該薄膜具有優異的化學性能，在電流密度為1 A·g-1時的比容量可達到98.5 F·g-1。Zhao等[9]以銅箔為基礎制備了CuO/Cu2O@CoO核殼結構電極，在1 mA·cm-2的電流密度下，比容量達到了280 mF·cm-2。但是，CoO的電子電導率低[10]，限制了電子傳輸和氧化還原反應，導致實際比容量遠低于理論比容量。此外，CoO電極材料在充放電過程中易產生體積膨脹，導致性能衰減。

將電極材料負載在導電集流體上，可解決電子電導率低的問題。通過構筑納米線陣列電極材料，可緩解充放電過程的體積膨脹問題。為此，本文以泡沫銅作為導電集流體，采用熱氧化法原位生長CuO納米線，然后，采用化學浴沉積法在CuO納米線表面包覆CoO層級結構，以期獲得高性能CoO@CuO電極材料。

1 實 驗

1.1 熱氧化法生長CuO納米線

以泡沫銅(2 cm×2 cm)為基體，采用熱氧化法制備CuO納米線。……