鎳基電極材料的制備及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、隨著時代的發(fā)展，能源的消耗，發(fā)現(xiàn)新的、高效的能源儲存裝置刻不容緩。而電極材料的制備和它的微觀形貌都將對能源儲存裝置的性能產(chǎn)生極大的影響。在眾多材料中，鎳基材料是一種應(yīng)用很廣和很有前景的電極材料。其中，氫氧化鎳的理論比電容達(dá)到2082F g-1，有很好的發(fā)展前景。本文以鎳基材料，氫氧化鎳，鎳錳氫氧化物作為研究對象，探究了他們在能源儲存裝置方向的應(yīng)用。通過與石墨相氮化碳或者碳布基底復(fù)合，調(diào)控其微觀形貌，進(jìn)而提供更加方便的電子通道，來改善能源

2、儲存裝置的電化學(xué)性能。最后，對其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了相應(yīng)的探討。
　?。?）通過馬弗爐高溫法制備了石墨相的氮化碳，利用制備好的石墨相氮化碳作為基底和醋酸鎳作為鎳源，在180℃的水熱條件下反應(yīng)得到g-C3N4/Ni(OH)2復(fù)合電極材料。通過結(jié)構(gòu)，組成，形貌和電化學(xué)分析對g-C3N4/Ni(OH)2復(fù)合電極材料在電化學(xué)方面的應(yīng)用做了探究。結(jié)果表明：單一片狀的Ni(OH)2，由于其表面能太高，不穩(wěn)定，當(dāng)引入g-C3N4作為基質(zhì)時，自組裝形成

3、了3D花狀結(jié)構(gòu)的g-C3N4/Ni(OH)2復(fù)合電極材料，3D花狀結(jié)構(gòu)可以增加其與電解液的有效接觸面積，促進(jìn)了電解液離子和電子在電化學(xué)儲能材料中的快速轉(zhuǎn)移，進(jìn)而提供快速的充放電過程，在0.5A g-1的電流密度下，電容高達(dá)505.6F g-1。
　?。?）對于鎳基材料鎳錳氫氧化物的制備條件進(jìn)行了分析探討。分別探究了溫度和鎳錳元素比例對鎳錳氫氧化物的結(jié)構(gòu)，形貌和電化學(xué)性能方面的影響。結(jié)果表明：不同溫度和不同比例的鎳錳元素對鎳錳氫氧化

4、物電極材料的結(jié)構(gòu)影響較大。最終可以得出最佳制備條件，在100℃，鎳錳元素比例為3:1時可以得到性能優(yōu)異的電化學(xué)電極材料。
　?。?）依據(jù)第三章的結(jié)果，在100℃下，鎳錳元素一定比例下，通過一步水熱法制備了鎳錳氫氧化物二元電極材料。系統(tǒng)研究了不同堿源（HMTA和UREA）對電極材料特性的影響。通過一系列表征對所獲得的二元電極材料的結(jié)構(gòu)，形貌和電化學(xué)特性進(jìn)行了探討。最終得到：當(dāng)堿源為HMTA的情況下，可以得到蜂窩狀的鎳錳氫氧化物，并且