微納鈷酸鹽材料的控制合成與電化學性能研究.pdf

1、電化學電容器(electrochemical capacitors)作為一種新型的儲能器件已經(jīng)被人們廣泛關注。它是一種介于電池和靜電電容器之間的儲能器件，具有化學電池高能量密度及傳統(tǒng)電容器高功率的優(yōu)點。其中電極材料在電化學電容器的應用中取到了至關重要的作用。鈷酸鹽材料雖然具有良好的導電性，但用作電化學電容器的電極材料還很少被研究。
　　本論文主要采用溶膠-凝膠法、沉淀法及固相法等合成路線，通過改變前軀體反應溫度、初始物濃度、煅燒溫

2、度、原料配比、溶劑種類等因素，制備出系列鈷酸鹽材料。采用X射線衍射(XRD)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、能量彌散X射線譜(EDS)、循環(huán)伏安法(CV)、恒流充放電等測試方法對樣品進行表征及相關電化學性能研究。此外，還探討了樣品的物相、形貌、尺寸與其電化學性能之間的關系。論文的主要內(nèi)容如下：
　　1.Sol-gel法控制合成NiCo2O4材料及其電化學性能研究。采用Sol-gel法，檸檬酸做為螯合

3、劑，通過改變前軀體蒸發(fā)時間、反應物初始濃度、溶劑種類等因素，制備出三種不同形貌結構的NiCO2O4材料。用恒電流充放電技術測得不同形貌結構NiCO2O4材料的比電容值，得出在較高的電極擔載量下(5.6 mg/cm2)亞微米級球形結構的NiCo2O4材料循環(huán)性能最好，比電容值最高，達到217 F/g。此外通過考察煅燒溫度這個參數(shù)，得出制備NiCO2O4材料的最佳煅燒溫度。
　　2.沉淀法制備MCO2O4(M=Mn，Ni，Zn)材料及

4、其電化學性能研究。以丁二酮肟、硝酸鎳和硝酸鈷為原料，其摩爾比為6:1:2，同樣制備出具有特殊形貌的NiCo2O4材料。用恒電流充放電技術測得此種形貌NiCo2O4材料的比電容值為185.2 F/g，具有較好的比電容性質(zhì)。此外，采用共沉淀-焙燒法，以草酸鈉為沉淀劑，在不同的焙燒溫度下制得MCo2O4(M=Mn，Ni，Zn)粉末材料，所得的樣品皆為尖晶石立方相結構。用場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察的結果顯示每個樣品的形貌各不相同。
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