高容量金屬氫氧化物-活性炭混合超級電容器的組裝及性能研究.pdf

1、電化學電容器也叫超級電容器，它結合了物理電容器高功率及傳統(tǒng)電池高能量密度的優(yōu)點，在混合電動汽車以及電子裝置等應用領域具有獨到之處。本論文綜述了超級電容器的基本原理、電極材料研究進展、應用前景，并制備了超級電容器相關的電極材料。利用XRD、SEM、TEM和BET等測試技術對電極材料的微觀結構和形貌進行了分析，采用恒電流充放電、循環(huán)伏安(CV)和電化學阻抗(EIS)等技術測試其電化學性能。主要內(nèi)容如下：
　　 1.通過簡單的化學沉淀

2、法制備了具有花樣結構的α-Co(OH)2材料，并首次以α-Co(OH)2材料為正極，AC為負極，2M KOH溶液為電解液組裝成α-Co(OH)2/AC混合超級電容器并測試其電化學性能。結果顯示，α-Co(OH)2材料整體呈現(xiàn)出一種由相互交錯的納米片組成的花樣結構，該材料擁有一個狹窄的孔徑分布，大約在4-20nm，其比表面積為85.4m2/g。這種獨特的微觀結構使得電解液中的OH-易于進入Co(OH)2納米片結構中并快速擴散而發(fā)生氧化還原

3、反應，產(chǎn)生高的比電容。通過電化學測試，得出其比電容為735F/g，并展現(xiàn)出了良好的超級電容性能。α-Co(OH)2/AC電容器具有一個很大的工作電壓窗口、高的能量密度以及最大化的功率密度。在0～1.6V的電位窗口下，電容器的比電容和比能量分別為72.4F/g和25.8Wh/kg。此外，充放電循環(huán)1000次后比電容僅衰減6.8％，顯示出了優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　 2.通過簡單的化學沉淀法成功制備了Al摻雜α-Ni(OH)2材料，并

4、首次以Al摻雜α-Ni(OH)2材料為正極，AC為負極，2M KOH溶液為電解液組裝成α-Ni(OH)2/AC混合超級電容器并測試其電化學性能，結果顯示，適量摻雜Al離子可以抑制α-Ni(OH)2在強堿溶液中向β-Ni(OH)2的轉變，7.5％的Al摻雜α-Ni(OH)2電極的最高比電容為2080F/g，同時也展現(xiàn)出了良好的大電流充放電性能和巨大的應用潛力?；贏l摻雜α-Ni(OH)2/AC材料的混合具有一個很高的工作電位、高的能量密