鎳基氫氧化物的納米微結(jié)構(gòu)調(diào)控及電化學(xué)性能研究.pdf

1、分類號：TQ150.1學(xué)號：201300369026碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文鎳基氫氧化物的納米微結(jié)構(gòu)調(diào)控及電化學(xué)性能研究StudyontheMicrostructureTailingElectrochemicalPerfmanceofNickelbasedHydroxides研究生姓名研究生姓名：薛俊瑩薛俊瑩指導(dǎo)教師：師：崔洪濤崔洪濤教授教授學(xué)科門類：類：工學(xué)專業(yè)名稱：稱：化學(xué)工藝化學(xué)工藝論文提交日期論文提交日期：20201616年5月

2、2525日煙臺大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要摘要鎳基氧化物及氫氧化物是一類重要的超級電容器電極材料，研究表明其電化學(xué)性能取決于材料的尺寸、形貌、結(jié)構(gòu)等參數(shù)，因此調(diào)控這些參數(shù)是合成高電化學(xué)性能鎳基電極材料的主要手段。本文采用水熱方法成功制備了四種高性能的鎳基電極材料，包括毛氈形態(tài)納米βNiOOH、βNi(OH)2納米片、Co摻雜αNi(OH)2納米纖維以及蒲公英形態(tài)納米CoNiAl三金屬氫氧化物。以下為具體研究內(nèi)容：（1）毛氈形態(tài)納米βNiOOH

3、的制備及電化學(xué)性能研究：采用水熱方法制備了呈現(xiàn)分級結(jié)構(gòu)的毛氈形態(tài)納米βNiOOH，此結(jié)構(gòu)可使βNiOOH與電解質(zhì)離子之間充分接觸，并縮短了電子遷移和離子擴(kuò)散距離，從而使材料具有良好的電化學(xué)性能：當(dāng)掃描速率為5mVs1時，材料的比容量高達(dá)2585Fg1，而在電流密度為30Ag1時，比容量為1240Fg1。另外，由于材料獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)可以承受電化學(xué)氧化還原反應(yīng)中產(chǎn)生的應(yīng)變及應(yīng)力，因而極大提高了材料的穩(wěn)定性，在4000次充放電循環(huán)測試后，材料

4、仍保持為原比容量的86%。（2）βNi(OH)2納米片的制備及電化學(xué)性能研究：采用水熱方法以丙三醇為助劑制備了βNi(OH)2納米片，研究表明丙三醇具有表面粗糙度調(diào)控的作用，其可使納米片的表面積從13.09m2g1提高到22.65m2g1，這增加了納米片與電解質(zhì)離子之間的接觸面積，因而提高了其電化學(xué)性能。在反應(yīng)溶液中丙三醇體積分?jǐn)?shù)為5%時，所制備的納米片展現(xiàn)最佳的電化學(xué)性能：電流密度為1.3Ag1時，納米片的比容量達(dá)到2100Fg1，而

5、在電流密度為26.3Ag1時，比容量為1281Fg1。（3）Co摻雜αNi(OH)2納米纖維的制備及電化學(xué)性能研究：采用水熱方法在泡沫鎳襯底的表面形成由Co2摻雜的αNi(OH)2納米纖維所構(gòu)成的納米毛氈形態(tài)。研究表明，Co摻雜和材料獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)使材料呈現(xiàn)出高電化學(xué)性能：當(dāng)鈷的摻雜量為11.1%時，材料的電化學(xué)性能最優(yōu)，電流密度為1.1Ag1時，材料的比容量可達(dá)到2687Fg1，而在電流密度為35.3Ag1時，比容量為1335Fg1。