二硫化钨-炭气凝胶复合材料制备超级电容器

超级电容器是近几年发展较快的一种介于传统电容器和二次电池之间的新型储能器件，兼具二者的优点——比传统电容器更高的能量密度，同时比各种二次电池更高的功率密度，这使得其在新能源汽车领域受到了广泛的关注。

超级电容器的性能主要受限于电极材料和电解液体系，特别是电极材料的比表面积和电导率对超级电容器的性能影响显著。作为超级电容器有效的活性电极材料，过渡金属硫化物二硫化钨成为了被重视研究的对象。例如单层纳米二硫化钨。

国内外学者研究下明，单层纳米二硫化钨具有良好的催化活性，比碳基材料具有更高的理论比电容，比一般的氧化物具有更好的离子导电性能。然而，以过渡金属硫 化物为电极材料的法拉第准电容器的循环稳定性相对较差，严重损害了电容器的使用寿命，影响了该材料在能源领域的进一步应用。

在超级电容器领域，气凝胶方案是最具前景的电极制造方案。一直以来，气凝胶的主要材料是碳，炭凝胶具有导电性好、比表面积大、密度变化范围广等特点，是制备双电层电容器的理想电极材，但是炭气凝胶的缺陷是原材料昂贵、制备工艺复杂、生产周期长、规模化生产困难。

以二硫化钨-炭气凝胶复合材料制备超级电容器电极具体包括以下步骤：

(1)将集流体泡沫镍片清洗干净、干燥，备用；

(2)采用溶胶-凝胶法制备炭气凝胶；

将甲醛和间二苯酚按照摩尔比为2:1溶解在50～100ml的二次蒸馏水中，经氨水 (含氨量25％～28％)调节pH值至6.5～7.0，在85℃的水浴中反应24h，经离心洗涤得到沉 淀，干燥后备用；

(3)取0.012～0.075g步骤(2)制备的炭气凝胶，超声分散在20～30mL二次蒸馏水 中，得到均匀的炭气凝胶分散液；

(4)将WS₂固体粉末在球磨机中研磨2～4h，在95％～98％的浓硝酸中，85～95℃条件下回流10～16h，用二次蒸馏水洗涤至中性，过夜干燥；

(5)取0.048～0.6g步骤(4)中处理过的WS₂，超声分散在20～30mL二次蒸馏水中得到WS₂分散液；

(6)将步骤(3)制得的炭气凝胶分散液缓慢的滴加到步骤(5)制得的WS₂分散液中，不断搅拌，并用二次蒸馏水稀释至70～90mL，持续搅拌0.5～3h，得到混合溶液；

(7)将步骤(6)制得的混合溶液转移至水热反应釜，并将步骤(1)备用的泡沫镍片浸入其中，进行水热反应;

(8)待步骤(7)水热反应结束后，自然冷却至室温，取出泡沫镍、洗涤、真空干燥，得硫化钨-炭气凝胶复合材料。

将二硫化钨与稳定性好的炭气凝胶复合，在泡沫镍的模板辅助作用下，通过协同作用发挥其良好的电化学性能，但唯一不足的是，整个制取过程时间稍长，在时间就是金钱的当下，研究成果还需进一步推进。

• < 前へ
• 次へ >