基于金屬鎳復(fù)合材料的制備及其電容性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、超級(jí)電容器是一種新型的儲(chǔ)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(duì)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(qiáng)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(diǎn):
  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(duì)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(zhǎng)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(jí)到分子級(jí)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(shí)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(diǎn)。
  因此,本論文通過(guò)水熱法制備了不同的超級(jí)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(duì)其進(jìn)行一系列的電化學(xué)測(cè)試,主要開展了如下工作:
  第一章為緒論部分。論文對(duì)超級(jí)電容器的發(fā)展、原理以及意義做了闡述,并針對(duì)各種類型的電極材料特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié),為本論文的選題思路和研究?jī)?nèi)容做了指導(dǎo)。
  第二章是通過(guò)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(guò)紅外光譜分析(FTIR),X射線衍射(XRD),場(chǎng)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(cè)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(duì)材料進(jìn)行了表征和電化學(xué)測(cè)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(cè)試的結(jié)果顯示,當(dāng)電流密度

5、為0.5 A/g時(shí),比電容值達(dá)到1162 F/g。并且經(jīng)過(guò)了500次的循環(huán)充放電測(cè)試之后,比電容值仍保持了近77%。
  第三章是通過(guò)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(guò)FTIR, XRD,TGA,F(xiàn)ESEM和TEM等手段對(duì)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(cè)試,結(jié)果顯示在電流密度為0.5 A/g時(shí),復(fù)合材料的比電容達(dá)到了622 F/g。經(jīng)過(guò)500次的循環(huán)充放

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