Fabrication and electrochemical performance of NiCo2S4/reduced graphene oxide nanocomposites for supercapacitors

摘要

本研究利用NiCo2S4/還原氧化石墨烯複合電極材料來改善單一NiCo2S4電極在多次充/放電循環後，因其體積膨脹所導致的電容量快速損失。而還原氧化石墨烯因其優異的導電性、高比表面積以及特殊的蜂巢網狀二維平面結構，非常適合用來作為增加電極材料之導電性及結構穩定性，並降低充/放電循環時產生之機械應變之材料。 透過Hummer’s method加上熱處理法製備出蓬鬆分散的還原氧化石墨烯粉末，並使用簡便的一鍋法合成純相之NiCo2S4奈米粒子和NiCo2S4/還原氧化石墨烯複合電極材料。實驗結果可發現我們能通過改變不同參數，如:溶劑添加量、S/陽離子比例、反應時間等，有效控制其粒徑組成與成分組成；在電化學實驗中，NiCo2S4/還原氧化石墨烯複合電極材料在1 A/g電流密度下有962 95 F/g的高比電容表現，而單一NiCo2S4電極只有556 65 F/g；在大電流密度15 A/g下，NiCo2S4/還原氧化石墨烯複合電極材料仍有699 F/g的高比電容表現，保持率為74 3%，而單一NiCo2S4電極只有356 9 F/g，保持率僅剩64%。 最後進行大電流密度(15 A/g)的多次充/放電測試，在經過3000次的循環充放電測試後，NiCo2S4/RGO(~67%)的保持率相較於NiCo2S4(~55%)有顯著的提升，這些結果證實了在添加還原氧化石墨烯之後，能有效減緩其體積膨脹的現象，並增加整體電容量的表現。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	Hsing-I Hsiang (Supervisor)