超级电容器(SC)是一种具有高功率密度的电能存储设备,其性能主要由其内部电极材料的质量决定。Ni3S2是SC常用的电极材料之一,但是由于其结构在充放电的过程中往往会发生一定的变化,使得电极材料的性能难以保持在稳定的状态。本文采用改进的Hummers法+电化学沉积法及化学气相沉积(CVD)法+电化学沉积法在泡沫镍(NF)基底上分别制备了Ni3S2/还原氧化石墨烯(rGO)/NF和Ni3S2/化学气相沉积石墨烯(CVDG)/NF复合电极材料,通过对两种复合电极材料的形貌结构表征及电化学性能测试,优化工艺,获得了性能优异的Ni3S2基复合电极材料,为其在SC中的应用提供了新思路。主要研究内容和成果如下: 1.通过调整电化学沉积前驱体溶液中前驱体的浓度配比探究了制备Ni3S2的最佳电化学沉积参数,当前驱体溶液中NiCl2·6H2O和硫脲的摩尔浓度比为1:20时,制备得到的Ni3S2/NF在1Ag-1的电流密度下具有最高为796Fg-1的比电容。 2.采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)溶液,然后采用水热还原法制备rGO并负载在NF上得到rGO/NF,再利用电化学沉积法在rGO/NF表面生长六方赤铁矿相的Ni3S2,得到Ni3S2/rGO/NF复合电极材料。该复合材料在1Ag-1的电流密度下的比电容为1241Fg-1。发现rGO的复合可在一定程度上提高电极材料的电化学性能,但该提升不显著,其原因可能是由于rGO表面存在的缺陷使得其导电性降低。 3.采用CVD法在NF表面制备了CVDG,然后采用电化学沉积法在其表面制备神经元网络状的六方赤铁矿相Ni3S2,得到无粘结剂的Ni3S2/CVDG/NF复合电极材料。当电流密度为1Ag-1时,其比电容高达2585Fg-1,当电流密度提高到30Ag-1时,电容保留率为70.68%,在20Ag-1的电流密度下循环充放电5000次电容可以保留88.9%。Ni3S2/CVDG/NF复合电极材料优异的电化学性能主要归因于通过简单的电化学沉积法制备得到了具有完美六方赤铁矿相的Ni3S2及其与基底之间良好的电化学接触,另外,CVDG的复合有效地提高了电极材料的导电性和比表面积。研究结果为提高Ni3S2的电容特性提供了一条有效的途径。