Nano-NiO-C超級電容器的研究.pdf

1、超級電容是一種介于電池和靜電電容之間的新型儲能元件,其功率密度比電池高數(shù)十倍,能量密度比靜電電容高數(shù)十倍.利用超極電容和電池組成混合動力系統(tǒng),能夠很好的滿足電動汽車啟動、加速等高功率密度輸出場合的需要.我們采用了循環(huán)伏安、恒流充放電、交流阻抗、X射線衍射、透射電子顯微鏡、掃描電鏡、差熱等測試手段對超級電容器的電極物質(zhì)的制備、電解質(zhì)溶液的選取、正負極之間的匹配、組裝技術(shù)的優(yōu)化等問題開展了一系列研究.得出以下結(jié)論:1.活性炭電極在KOH溶液

2、中,能夠表現(xiàn)出較好的電容性質(zhì);電極的比容量隨KOH溶液的濃度的增加而有明顯提高,在30﹪的KOH溶液中,-1.0~0.0V(vs SCE)電位范圍內(nèi),其性能達到最佳,比容量達200F·g<'-1>.但是活性炭電極的正極性能較差是影響電容器性能的重要因素,增大正極活性物質(zhì)的載量,使正負極活性物質(zhì)質(zhì)量比約為2:1時,電容性能達到最佳.2.活性炭電極在(NH<,4>)<,2>SO<,4>中性電解液,也能夠表現(xiàn)出較好的電容性質(zhì),工作電位范圍可達

3、1.5V,這樣可以大大提高電容器的能量密度和功率密度.3.用沉淀轉(zhuǎn)化法可制得納米級氫氧化鎳,其與活性炭組合可以得到較大比容量的電容器,容量可達到90.7 F·g<'-1>,但是循環(huán)性能有待改善.4.用共沉積法制得碳酸鎳,將其燒結(jié)可得到納米級的氧化鎳.5.將不同比例鈷和鎳的硝酸根離子加入碳酸氨,制得一定含量的含鈷氧化鎳,其容量和循環(huán)性能可大大提高,在4mol·L<'-1>的KOH溶液中,經(jīng)測試得知,含鈷20﹪的氧化鎳容量較高,可達到224

4、.38F·g<'-1>,通過交流阻抗測試,得出其內(nèi)阻較活性炭低一半以上.6.將不同比例稀土鈰和鎳的硝酸根離子加入碳酸氨,制得一定含量的含鈰氧化鎳,在4mol·L<'-1>的KOH溶液中,經(jīng)測試比較得知,含鈰4﹪時電極容量及循環(huán)性能最優(yōu),其容量可達到272.10F·g<'-1>,且電流增加電極容量衰減不明顯,可以進行大電流充放電.7.將制得的摻雜稀土氧化鎳與活性炭組裝雙電極,在4mol·L<'-1>的氫氧化鉀溶液中測試混合電極的性能,經(jīng)測