幾種過渡金屬（鎳、銅、錳）氧化物及其復合物電化學性能研究.pdf

1、超級電容器作為一種新型儲能器件，和鋰離子電池相比，具有更長的壽命和更高的功率密度；和傳統(tǒng)的平行板電容器相比，具有更高的能量密度，因而被廣泛的研究。然而，由于超級電容器能量密度相對較低，因此在應用上有一定的局限性。在超級電容器中，電極材料起著決定性的作用。主要包括導電聚合物、碳材料、金屬氧化物和它們的復合材料。由于過渡金屬氧化物（NiO, Co3O4, CuO, FeOx, MnO2, V2O5）有良好的贗電容特性和高導電性，無環(huán)境污染等

2、優(yōu)點，因而在超級電容器上廣泛應用。從電容器的產業(yè)化考慮，電極材料需要合成工藝簡單、原料儲量大、價格合理等特點。常用的電極材料包括碳材料、金屬氧化物和導電聚合物等。然而，單一電極材料固有的缺陷限制了其電化學性能。研究表明，比容量的大小和復合材料的結構有關。為此，本論文開展了如下的研究工作:
　　通過簡單的水熱過程，得到形貌獨特的CuO-NiO復合物，結合SEM、TEM、XRD、XPS等測試手段系統(tǒng)的分析復合物的形貌和結構。我們將Cu

3、O-NiO復合物作為工作電極，鉑電極作為反電極，飽和甘汞電極作為參比電極。通過具有獨特形貌的CuO-NiO復合物來提高正極材料的比電容和超級電容器的能量密度。在6mol/L的KOH電解液中，復合物能量密度為35Wh/kg，比容量可以達到280F/g，循環(huán)次數達到1000次時，該系統(tǒng)的比容量保持率為94％。通過研究電化學性能可以發(fā)現(xiàn)，復合物的電化學性能比純CuO、純NiO高出很多，具有更高比電容、更好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　用改善的st

4、?ber方法合成SiO2小球，在小球外面包覆一層摻氮的碳殼，經過鍛燒處理將材料碳化，通過KMnO4和C之間的氧化還原反應，在摻氮碳殼上直接生長MnO2納米片，合成了SiO2@NHCSs@MnO2材料，加入NaOH溶液，除去SiO2核。得到最終產物NHCSs@MnO2通過SEM和TEM可以觀察到復合物是空心結構。這獨特的結構可以極大的增加產物的比表面積，為電化學反應提供了更多的接觸面積，這有利于提高電化性能。在Na2SO4電解液中，比容量