钴铜基复合纳米材料的可控制备及其超级电容性能的探索研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着便携式电子装置和混合动力汽车市场的快速发展，大力发展环境友好型的高性能储能器件成为了当今世界经济可持续发展的重要课题之一。超级电容器与目前广泛使用的各种储能器件相比，具有功率密度大、充放电速度快、循环寿命长等特点，在未来社会的发展中超级电容器将和电池同等重要，极具发展前景。超级电容器按储能机理可分为双电层电容器和准法拉第电容器（赝电容型超级电容器），准法拉第电容具有比双电层更高的比电容。

2. 国内外研究现状分析

在众多的过渡金属氧化物中，价格低廉的NiO、Co3O4、MnO2、Bi2O3、V2O5等作为赝电容电容器电极材料的研究已有报道。这些电极材料由于电导率很低，在充电/放电过程中的体积会变化特别大以及较差的倍率性能，阻碍了其在实际中的应用。为了提高超级电容器的电化学性能，许多研究开始聚焦于钴基双金属氧化物(MCo2O4，M=Ni，Mn，Zn，Cu等)复合材料等化学稳定性和热稳定性好的电极材料。

3. 研究的基本内容与计划

内容：铜钻混合氧化物具有两种金属的复合特性，得到了更加广泛的应用，如电催化、电极材料、超级电容器、传感器等，通常的制备方法有化学共沉淀、热分解、电沉积和等离子体辅助化学气相沉积等

计划：在泡沫镍上，用一些铜钴盐作为原材料，采用水热法、溶胶凝胶法进行合成生长。之后对生长而成的材料进行性能测试，包括：电化学性能、充放电流速度测试、循环伏安测试以及阻抗大小等一系列测试。

4. 研究创新点

本课题旨在构建双金属氧化物结构化阵列来改善和提高复合电极材料的电化学储能性能。通过有序结构的纳米材料制备、设计与调控，设计一种简单且有效的方法，合成高性能、高稳定性的阵列电极材料，为金属氧化物复合纳米材料在超级电容器中的应用打下基础。