宏孔导电网络架构下的纳米石墨烯—氢氧化钴

作     者：梁赪 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王连卫

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：宏多孔硅 宏孔导电网络 液流沉积 纳米石墨烯/氢氧化钴 储能器件 

摘      要：宏多孔硅是基于微电子机械系统技术,通过清洗、氧化、光刻、刻蚀等标准工艺实验步骤,制备的形状规则的理想三维结构,大比表面积和高深宽比是此结构的优势。用作微型储能器件的基础结构时,宏多孔硅展现了优异的性能。宏多孔硅导电性极差,在其表面与通道内沉积一层镍集流层来增加结构的导电性,形成宏孔导电网络(MECN)。传统沉积方法制备的宏孔导电网络,侧壁镍层沉积不均匀、表面与通道电阻不等,本文优化了集流层沉积方法,利用压差原理在宏多孔硅上进行液流无电镀,改善了侧壁集流层沉积不均匀的现象。液流镀镍构成的宏孔导电网络可以增强活性物质的粘附性、扩大储能器件的容量并提高循环测试的稳定性。石墨烯是当今研究的热门,活性物质加入纳米石墨烯可以直接进行有效、快速的吸附脱附反应并大大的提高样品的反应速度;氢氧化钴具有良好的电化学特性,在氧化还原反应的活性上具有很大的优势,通过水热法制备的氢氧化钴呈层状、花状结构,可以提供较大的容量。本文主要对制备的两种结构进行对比：Co(OH)2/MECN结构与Co(OH)2/nano-graphene/MECN结构,与Co(OH)2/MECN结构相比,Co(OH)2/nano-graphene/MECN结构作为电极时的容量略减,为3.522F/cm2 (880.5F/g),但在循环稳定性方面测试经过5000个循环后的衰减仅为1%,并且在进行循环伏安测试时,Co(OH)2/nano-graphene/MECN电极的扫速大大的提高。