金屬氧化物多級結(jié)構(gòu)的制備及其在超級電容器中的應用.pdf

1、隨著對能源需求的增長和環(huán)境保護意識的增強，可持續(xù)發(fā)展的新能源及其相關的能源儲存技術受到越來越多的關注。超級電容器被認為是一種十分具有潛力的儲能器件，因為它具有高的功率密度，長的循環(huán)壽命以及快速的充放電性能。近年來，超級電容器的研究熱點主要集中在制備容量高和循環(huán)性能好的電極材料上。其中金屬氧化物電極材料因其具有較高的理論容量而備受關注，但是導電性差及循環(huán)壽命短的缺陷仍是制約金屬氧化物材料發(fā)展的一大障礙。本文通過優(yōu)化電極材料的納米結(jié)構(gòu)成功制

2、備了幾種結(jié)構(gòu)不同的鎳鈷基金屬氧化物電極材料，并系統(tǒng)的討論了形貌與結(jié)構(gòu)對電極材料電化學性能的影響。實驗工作及成果如下：
　　1.通過簡單的水熱法在泡沫鎳上成功合成了核殼結(jié)構(gòu)NiCo2O4@NiMoO4的納米片陣列。在最優(yōu)的制備條件下，多級結(jié)構(gòu)NiCo2O4@NiMoO4電極的電化學活性要遠遠高于NiCo2O4單一組分電極。在電流密度為5mA cm-2時，復合電極的面積比容量和質(zhì)量比容量分別為6.91F·cm-2和1974F·g-1，

3、其在40mA·cm-2的電流密度下循環(huán)5000次后的容量保持率為76％。此外，我們以活性炭為負極，最優(yōu)條件下制備的核殼結(jié)構(gòu)NiCo2O4@NiMoO4的納米片電極材料為正極，組裝了非對稱超級電容器，該電容器具有較高的能量密度和優(yōu)異的循環(huán)性能。
　　2.以相似的方法合成了NiCo2O4@CoMoO4的納米片陣列。由于納米結(jié)構(gòu)對活性材料獨特的保護機制，復合電極展現(xiàn)了極為優(yōu)異的電化學性能，高的面積比容量（在5mA·cm-2電流密度下5.

4、4F·cm-2）、好的容量保持率及優(yōu)秀的循環(huán)穩(wěn)定性。由最優(yōu)條件的電極與AC/grapheme復合材料組裝的非對稱超級電容器在593.5W·kg-1的功率密度下?lián)碛袠O高的能量密度42.75Wh·kg-1。此外，該非對稱電容器在10000個循環(huán)后容量幾乎無衰減。
　　3.通過水熱法制備了鎳鋁雙氫氧化物納米片（Ni-Al LDH）陣列，然后以其為一層結(jié)構(gòu)合成Ni-Al LDH@CoMoO4納米陣列電極，并討論了水熱時間對電極材料電化學性