鎳基復(fù)合納米材料的合成及其在超級電容器中的應(yīng)用.pdf

1、超級電容器是介于電池和傳統(tǒng)電容器之間的一種高效、環(huán)保、新型的電化學(xué)能量儲存元件，擁有高功率密度、長使用壽命和大電流快速充電等優(yōu)勢，在很多領(lǐng)域具有無與倫比的發(fā)展空間和實用價值。在超級電容器電極材料研究中，我們發(fā)現(xiàn)廉價金屬氧化物/氫氧化物由于優(yōu)秀的電化學(xué)性質(zhì)、原料豐富便宜、環(huán)保等，已成為近年來科技工作者的研究熱點。本論文以鎳、鈷、鉬以及錳為原料制備合成了二元或三元金屬氧化物復(fù)合材料，以解決金屬氧化物電極材料的低電導(dǎo)率、循環(huán)穩(wěn)定性差等問題。且

2、比較系統(tǒng)的探索了合成條件、材料復(fù)合對電極材料的形貌、結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的影響。研究成果如下：
　?。?）通過水熱法，以硝酸鎳和氯化錳為原料，在碳布基底上生長了具有高比電容的二維納米片結(jié)構(gòu)的NiMnO3復(fù)合材料。利用XRD和SAED觀察并研究了樣品的物相組成；利用SEM和TEM系統(tǒng)的研究了材料的形貌和結(jié)構(gòu)；用CHI660e對其電學(xué)性質(zhì)進行了大量的測試。結(jié)果顯示，NiMnO3擁有比較大的容量、大電流倍率特性。其中，Ni/Mn摩爾比3:3且

3、在6h水熱條件下合成的NiMnO3復(fù)合材料擁有較高的比容值，最高能有2330F/g（1A/g），20A/g電流密度下的比電容為1640F/g，比電容的保持率為70.3％，但NiMnO3材料連續(xù)充放電1000次后剩余比容值是最初比容值的67.2%，說明NiMnO3具有較低的循環(huán)性能。
　　（2）通過水熱法，以硝酸鈷、硝酸鎳為原料，在碳布基底上生長了二維納米片結(jié)構(gòu)的Co-Ni層狀雙氫氧化物（LDH）復(fù)合材料。利用XRD和SAED觀察并

4、研究了樣品的物相組成；利用SEM和TEM系統(tǒng)的研究了材料的形貌和結(jié)構(gòu)；用CHI660e對其電學(xué)性質(zhì)進行了大量的測試。按照測試結(jié)果能夠得出，Co-Ni LDH電極材料擁有較大的電容、大電流倍率性能。其中，Co/Ni摩爾比1:3且在6h水熱條件下合成的Co-Ni LDH擁有較高的比容量，高達2766F/g（1A/g），20A/g電流密度下的比電容為2360F/g，比電容的保持率為85.3％，并且連續(xù)充放電1000次后剩余比容值是最初比容值的

5、77.2%。基于以上實驗結(jié)果，鈷、鎳價格便宜、合成方法簡單以及高的比電容等優(yōu)勢，我們認為Co-Ni LDH復(fù)合材料具有很高的應(yīng)用價值以及具有很好的發(fā)展空間。
　?。?）通過水熱法，以硝酸鈷、硝酸鎳和鉬酸鈉為原料，在碳布基底上生長了二維納米片結(jié)構(gòu)的鎳鈷氫氧化物與鉬氧化物復(fù)合材料。利用XRD和SAED觀察并研究了樣品的物相組成；利用SEM和TEM系統(tǒng)的研究了材料的形貌和結(jié)構(gòu)；用CHI660e對其電學(xué)性質(zhì)進行了大量的測試。結(jié)果顯示，鎳鈷