ZnCo2O4颗粒的溶剂热合成及其电容性能

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(南昌航空大学 材料科学与工程学院，江西 南昌 330063)

1 前 言

随着现代电子工业的快速发展和环境污染问题的日益严重，对高性能、高效、环保的储能装置要求也大大提高[1]。在众多可选择的能源存储技术中，超级电容器由于其较大的充放电电流密度、循环寿命长、较高的充放电效率以及良好的稳定性能引起了人们极大的关注[2-4]。根据超级电容器的储能机理的不同，可以分为两类：一类是电化学双电层电容器(双电层电容器)，它的电极材料诸如碳颗粒都是没有电化学活性的；另一类是赝电容器，它的电极材料是具有电化学活性的，例如一些金属氧化物，可以直接在充放电过程中储存电荷[5]。

近期双组份金属氧化物ZnCo2O4引起了人们极大的关注。其在超级电容器领域，具有比单组份氧化物例如MnO2和Co3O4更高的电导性和更加优异的电化学性能[6]。ZnCo2O4是典型的尖晶石结构，二价锌离子占据着立方尖晶石结构四面体空位，同时三价钴离子占据着氧八面体空位[7]。具有不同形貌的ZnCo2O4都已经被合成出来(例如团聚状，海胆状，微球状)[6,8-10]。ZnCo2O4的合成方法和形貌会对其性能产生较大的影响。在Zhou等人的研究中，多孔纳米管结构ZnCo2O4在10A/g下表现出较高的比电容，可以达到770F/g，在60A/g的电流密度下可以保留84%的容量，并在3000个循环之后只有10.5%容量损失率[11]。通过简单的溶剂热方法制备的ZnCo2O4微球在4A/g下能够实现953.2F/g的比电容并且具有优异的循环稳定性[12]。Wu等[14]报道，通过水热法将ZnCo2O4纳米棒复合在镍丝上可达到10.9F/g的比电容[13]。……