基于金屬鎳復(fù)合材料的制備及其電容性能研究.pdf

1、超級電容器是一種新型的儲能器件，因其具有良好的電容特性而被應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。其中，電極材料對其性能的好壞起著非常重要的作用。本文基于泡沫鎳的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及比較優(yōu)異的性能，把電極活性材料負(fù)載到泡沫鎳上，能夠在很大程度上增強其電容性能。然而，之所以能夠獲得如此優(yōu)異的電容性能主要可歸因于以下兩點：
　　第一，泡沫鎳基底材料具有很多的微孔和蜿蜒的孔道，這在一定程度上對于提高材料的比表面積具有積極的影響，并且有利于材料的物質(zhì)傳輸。
　

2、　第二，生長在基底上的材料能夠直接和集流體接觸，有利于電子傳輸，因此可以提高材料的電化學(xué)反應(yīng)程度，增大活性物質(zhì)的利用率。
　　本論文中所采用的水熱法是以高壓反應(yīng)釜作為反應(yīng)器，在密閉的容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。一方面能夠避免組分的揮發(fā)，有利于提高反應(yīng)產(chǎn)物的純度以及防止污染環(huán)境；另一方面以水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)從原子級到分子級的微粒構(gòu)筑。同其他方法相比較而言，水熱法具有反應(yīng)時間短、獲得的產(chǎn)品尺寸均勻、產(chǎn)品分散性較好、工藝條件容易控制

3、等一系列的優(yōu)點。
　　因此，本論文通過水熱法制備了不同的超級電容器電極活性材料，并且把它們與基底泡沫鎳結(jié)合，使這種負(fù)載到泡沫鎳上的活性材料直接作為工作電極，并對其進(jìn)行一系列的電化學(xué)測試，主要開展了如下工作：
　　第一章為緒論部分。論文對超級電容器的發(fā)展、原理以及意義做了闡述，并針對各種類型的電極材料特點進(jìn)行了總結(jié)，為本論文的選題思路和研究內(nèi)容做了指導(dǎo)。
　　第二章是通過水熱法制備了鎳-錳氫氧化物以及添加有表面活性劑CT

4、AB的鎳-錳氫氧化物材料，表面活性劑CTAB有助于提高鎳-錳氫氧化物材料的電化學(xué)活性，從而增加材料的電容量。并且通過紅外光譜分析（FTIR），X射線衍射（XRD），場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM），透射電子顯微鏡（TEM），循環(huán)伏安測試（CV），熱重分析（TGA），循環(huán)充電-放電和電化學(xué)阻抗（EIS）等手段對材料進(jìn)行了表征和電化學(xué)測試。其中，添加有表面活性劑CTAB的鎳-錳氫氧化物在KOH的電解液中進(jìn)行充放電測試的結(jié)果顯示，當(dāng)電流密度

5、為0.5 A/g時，比電容值達(dá)到1162 F/g。并且經(jīng)過了500次的循環(huán)充放電測試之后，比電容值仍保持了近77％。
　　第三章是通過水熱法制備鎢酸鎳以及還原氧化石墨烯與鎢酸鎳的復(fù)合材料，并且通過FTIR， XRD，TGA，F(xiàn)ESEM和TEM等手段對材料進(jìn)行了表征。材料在KOH的電解液中進(jìn)行循環(huán)伏安、循環(huán)充電-放電和電化學(xué)阻抗等測試，結(jié)果顯示在電流密度為0.5 A/g時，復(fù)合材料的比電容達(dá)到了622 F/g。經(jīng)過500次的循環(huán)充放