鎳系金屬氧化物納米材料的制備及其超級電容性能研究.pdf

1、電化學電容器（ECs），同時也被稱之為超級電容器（supercapacitors），現(xiàn)在已經成為最有前途的能量儲存器件，具有優(yōu)異的功率密度和適中的能量密度，能對清潔能源（潮汐能、風能、太陽能和生物質能）進行儲存和運輸。不同于鋰離子電池的低功率密度、使用壽命短和低安全性，超級電容器能進行快速的充放電和具有幾乎無限的使用次數(shù)，能廣泛應用于交通運輸、電子消費和備用電源等領域。本論文以鎳元素為基礎，通過靜電紡絲技術制備NiO、Ni3V2O8和P

2、-doped NiO納米材料，系統(tǒng)研究了它們的超級電容性能。主要研究成果如下：
　　用靜電紡絲技術制備PAA納米纖維，然后對PAA納米纖維進行表面的Ni2+吸附和高溫處理，得到中空結構的NiO納米纖維。高溫處理后的NiO呈纖維結構，直徑從PAA納米纖維的~200 nm減小為中空NiO的~80 nm。中空NiO納米纖維具有高結晶度，是由粒徑為10-30 nm的不規(guī)則納米粒子組成。電化學測試結果表明，在5 A/g時比電容達到610 F

3、/g，經過5000次恒流充放電測試后保持率達到96％。
　　用快速有效的靜電紡絲法，制備聚乙烯吡咯烷酮（PVP）/乙酸鎳-乙酰丙酮氧釩復合納米纖維，經高溫焙燒后得到Ni3V2O8納米纖維。XRD、EDS和TGA結果表明實驗制備得到Ni3V2O8。FESEM和TEM結果表明Ni3V2O8呈一維納米纖維結構，由粒徑為20-25 nm的納米粒子組成，其直徑在200-300 nm之間。三電極體系的電化學測試結果表明Ni3V2O8納米纖維具

4、有優(yōu)異的性能，在1 A/g時比電容達到1152 F/g，在5 mV/s時達到1345 F/g，經過2000次充放電測試（2 A/g）后保持率為84.08%。其一維多粒子的獨特結構能提高穩(wěn)定性，縮短離子擴散距離以及利于電子傳遞。
　　用靜電紡絲法制備P元素摻雜的NiO納米材料，研究不同摻雜率對電化學性能的影響。發(fā)現(xiàn)隨著P摻雜量的減少，NiO的特征衍射峰強度越來越強，而且NP2-1，NP3-1，NP4-1，NiO的衍射峰能與NiO的標