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东华大学学报(自然科学版)2025年第05期:Co/Co_3O_4材料的制备及其电化学性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王建军;肖桂英;何娇娇;赵轩宇;闫碧耘;王林园;李文尧;

单位:吕梁学院化工与材料工程系;吕梁学院碳基新材料及零碳负碳利用技术研究所;上海工程技术大学材料科学与工程学院;

摘要:Co_3O_4因其较差的电导率和循环性能,制约了其作为超级电容器电极材料的进一步发展。本文设计并合成了一种ZIF-67衍生Co/Co_3O_4复合材料。试验结果表明,高温煅烧ZIF-67获得的Co/Co_3O_(4 )材料不仅可以增强材料导电性,而且可以增加材料的比表面积。用于超级电容器的Co/Co_3O_4电极电容为1 072.1 F/g。经10 000次循环稳定性测试后,电容保留率为92.3%,库仑效率为97.1%。对其进行恒电流充放电测试时,电流密度增加10倍后,其电容值仍保留84.7%,表明该电极具有良好的倍率性能。电极电荷存储机制研究表明,Co/Co_3O_4电极在存储电荷的过程中,电容控制过程在总容量中起主导作用(10 mV/s时,电容贡献高达94.0%)。Co/Co_3O_4//rGO(还原氧化石墨烯)非对称超级电容器(ASC)在功率密度为500 W/kg时,其能量密度达35.6 W·h/kg,经5 000次循环稳定性测试后,电容保留率为84.3%,库仑效率为91.4%。结果不仅说明ZIF-67衍生Co_3O_(4 )材料的成功制备,还证明该材料在超级电容器领域具有潜在的应用前景。

关键词:ZIF-67;;Co_3O_4;;电化学性能;;超级电容器

基金资助:国家自然科学基金面上项目(62374107);; 山西省青年科学基金(202203021222319,202203021222321);; 山西省高等学校科技创新计划(2024L375,2024L376);; 吕梁市高层次科技人才专项(2023RC21);; 吕梁学院科研启动项目资助