先对炭纤维布(CC)进行不同时间的硝酸热处理,随后采用一步溶剂热方法在炭纤维布上沉积NiCo2S4纳米颗粒。结果表明,随着酸处理时间的延长,炭纤维表面粗糙度增加,含氧量增加。当酸处理时间为12 h时,NiCo2S4在其表面负载最均匀,复合材料的电化学性能最优,在电流密度为1 A g-1时,比容量可达1 298 F g-1,当增大到20 A g-1时,容量仍可保持为原来的89.7%。在5 A g-1电流密度下,循环次数达到3 000次时,容量保持率为95.3%。将所得复合材料作为正极,纳米炭纤维布(CNF)为负极,组装成具有自支撑结构的非对称超级电容器,在功率密度754 W kg-1时,其能量密度可达37.5 Wh kg-1。
为了提高硅碳复合材料中硅的使用效率,使用3-氨基三乙氧基硅烷偶联剂(3-APTS)对硅纳米颗粒进行表面修饰,制备了3-APTS-Si@C/G复合材料。采用SEM、TEM、FT-IR、TGA、Raman等对材料微观形貌、结构及组分进行表征。结果表明,3-APTS对硅纳米颗粒有良好的分散作用,没有发现明显的硅颗粒团聚现象。3-APTS-Si@C/G复合材料呈现yolk-shell结构,其作为锂离子电池负极材料表现出优异的电化学性能。在100 m A·g^(-1)的电流密度下,首次可逆容量为1 699 m Ah·g^(-1),50次循环后可逆容量为913 m Ah·g^(-1),35次循环后容量保持率为99.6%,明显高于Si@C/G复合材料(首次可逆比容量为652.9 m Ah·g^(-1),50次循环之后可逆比容量为541 m Ah·g^(-1))。当电流密度达到1 500 m A·g^(-1)时,其可逆容量可达到480 m Ah·g^(-1)。
