铋基超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究
随着化石燃料的过度消耗和生态环境的日益恶化人们对可持续、高效储能装置的开发需求越来越高。在各类电化学存储技术中超级电容器体现出充放电速率快、功率输出大和循环稳定性高等特点具有广泛的应用前景。
就超级电容器而言制备拥有较高比电容及良好倍率性等的电极材料具有十分重要的意义。其中铋基化合物具有空隙结构丰富、介电常数大、离子传导率高及环境友好等特点有望能够应用在能量储存领域。
本论文采用简单的化学沉淀法或溶剂热法制备了四种铋基化合物及其复合材料作为超级电容器电极材料并对其主要成分、微观形貌及电容行为进行了表征和测试。主要内容如下（1）采用简便的化学沉淀法在不同水浴温度下制备了Bisub10subCosub16subOsub38sub（BCO）电极材料并探讨了水浴温度对其微观结构及电容行为的影响。
结果表明反应温度影响着所制备的BCO纳米片的厚度及团聚程度相对于其他出现团聚现象的BCO材料水浴温度为50°C时制备的BCO3纳米片分布均匀且厚度均一。当电流密度为10Agsup1sup时相比于其他BCO电极BCO3电极展现出最高的比容量9325Cgsup1sup。
此外BCO3电极在电流密度为100Agsup1sup时其容量保持率为708表明其具备优异的倍率特性。同时在电流密度70Agsup1sup下连续循环2000圈后BCO3电极的容量保持率为834说明其具有较长的循环寿命。
（2）在不同水浴温度下通过简单的化学沉淀法制备了一系列Bisub12subNiOsub19sub（BNO）材料并通过电化学测试优选出了最
f佳反应温度为50°C。随后在50°C水浴温度下制备了BNOGO复合材料并讨论了GO纳米片的添加量对其形貌和电容行为的影响。
结果表明具有大比表面积的GO纳米片在一定程度上可以调控BNO电极材料的形貌并缓解BNO材料的团聚现象。电流密度为10Agsup1sup时BNOGO2复合电极展现出较高比容量为9254Cgsup1sup明显高于GO电极934Cgsup1sup和BNO3电极7443Cgsup1sup。
此外相对于单一组分电极GO纳米片的加入改善了BNOGO2复合电极的倍率性和循环稳定性。（3）采用溶剂热法分别在相同添加量的CTAB、SDBS和PVP作为表面活性剂下制备了一系列Bisub2subSsub3sub电极材料。
电化学测试表明以PVP作为表面活性剂较大程度地改善了Bisub2subSsub3subP电极材料的电化学性能。随后通过物理表征和电化学测试讨论了PVP添加量对电极材料的形貌及电化学性能的影响。
FESEM分析表明调节PVP的添加量可以调控Bisubr