摘要
在资源日益紧缺、环境污染严重的现代社会，探索新型环保的清洁型能源已经变成了我们的研究重点。作为一种快捷的储能设备，超级电容器可以实现化学能与电能间的相互转化，起到了传统电容器和电池间的桥梁作用。相较于电池，它的能量密度略显劣势，但它具有较高的功率密度，其进步和更新对于节能产业的健康发展有着重要意义。作为超级电容器最重要的组成部分，电极材料会严重影响其整体性能。SnS2含量丰富、价格低廉，当以正极材料在超级电容器中加以应用时，它独特的层状结构可以加速电解质离子的扩散。目前SnS2的主要缺陷为较低的电导率和不稳定的结构，为缓解这些问题并获得更加优异的电化学性能，人们选择对SnS2进行形貌结构的调控或制备SnS2基复合材料。本文采用简便的方法合成了具有优异电化学性能的SnS2电极材料，具体工作内容为： （1）分别以无水乙醇和去离子水作为溶剂，采用溶剂热法和水热法合成了SnS2纳米花（SnS2nanoflowers,SnS2NFs）和SnS2纳米片（SnS2nanoplates,SnS2NPs）结构，并比较了二者的电化学性能。当电流密度为1Ag-1时，SnS2NFs的比容量为264.4Cg-1，高于SnS2NPs的比容量（201.6Cg-1）。SnS2NFs还具有优异的倍率性能，当电流密度为10Ag-1时为76.6%，而此条件下SnS2NPs的倍率性能为74.9%。分别以SnS2NFs和SnS2NPs作为正极材料、活性炭（Activatedcarbon,AC）作为负极材料组装混合超级电容器（Hybridsupercapacitors,HSCs），所得HSCs的电压窗口均为0~1.7V。SnS2NFs//ACHSC在1Ag-1时的比容量为112.0Cg-1，同样高于SnS2NPs//ACHSC的103.3Cg-1。功率密度为904.3Wkg-1时，SnS2NFs//ACHSC的能量密度为28.1Whkg-1；而SnS2NPs//ACHSC在功率密度为844.3Wkg-1时的能量密度为24.2Whkg-1。在5Ag-1下经过5000次充放电循环后，SnS2NFs//ACHSC的容量保持率为95.5%，高于SnS2NPs//ACHSC的87.1%。 （2）使用高效的一步水热法，成功制备了纳米花状的SnS2/SnO2复合电极材料（SnS2/SnO2nanoflowers,SnS2/SnO2NFs），并探究硫脲（Thiourea,TU）对样品形貌结构的影响。当硫脲的用量增加时，获得的样品为纯SnS2纳米片（SnS2nanosheets,SnS2NSs）。SnS2/SnO2NFs与SnS2NSs均为电池型电极材料，通过三电极和两电极测试比较二者的电化学性能。SnS2/SnO2NFs的比表面积较大（52.5m2g-1），有利于电解质离子的快速迁移，因此具有较高的比容量：1Ag-1时为304.6Cg-1，电流密度升至10Ag-1时，比容量为220.9Cg-1，倍率性能为72.5%；相对来说，SnS2NSs在1Ag-1的电流密度下的比容量为244.1Cg-1，10Ag-1时为173.0Cg-1，容量保持率为70.9%。分别以SnS2/SnO2NFs与SnS2NSs作为正极材料、AC作为负极材料组装得到SnS2/SnO2NFs//ACHSC和SnS2NSs//ACHSC，二者的最高工作电压均为1.6V。两HSCs均具有优异的循环稳定性，6Ag-1下充放电循环5000次后，二者比容量分别为初始值的100.5%和101.2%。在功率密度为993.2Wkg-1时，SnS2/SnO2NFs//ACHSC的能量密度高达33.4Whkg-1。而SnS2NSs//ACHSC的能量密度较低，为27.4Whkg-1，此时它的功率密度为929.9Whkg-1。
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