鎳-鈷-錳基氫氧化物材料的制備及其超級電容性能研究.pdf

1、眾所周知，三元鎳鈷錳是一種非常重要且已商業(yè)化的鋰離子電池正極材料，其前驅(qū)體為鎳-鈷-錳氫氧化物，若前驅(qū)體應(yīng)用于超級電容器上勢必表現(xiàn)出獨特的工業(yè)化潛力。
　　本文以鎳-鈷-錳氫氧化物超級電容器材料作為研究對象，并對其進行石墨烯摻入和離子交換兩種不同的處理，以提高材料的導電性，改善倍率性能。具體研究工作如下：
　　（1）水熱法合成具有分等級結(jié)構(gòu)的球形鎳-鈷-錳氫氧化物，其作為超級電容器活性材料表現(xiàn)出較好的、可調(diào)控的電化學性能，比

2、容量依賴于不同的鎳鈷錳組成比例。當Ni：Co：Mn=8：1：1時材料（在本文命名為811）的比容量最高，在0.5A/g的電流密度下比容量高達1884.53F/g，隨著電流密度的增加比容量在不斷的降低，電流密度達到10A/g時其比容量僅剩977.38F/g，繼續(xù)增至20A/g，比容量接近于零。
　?。?）為了提高811材料的倍率性能，本文采用石墨烯的引入成功制備了半開口桂圓狀Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2/graphene

3、復合材料，利用XRD、SEM、TEM、BET、XPS等對樣品進行結(jié)構(gòu)形貌表征；循環(huán)伏安、交流阻抗、恒流充放電對材料進行電化學性能表征。結(jié)果顯示：811/G材料在保持前驅(qū)體811結(jié)構(gòu)形貌不變的前提下，表現(xiàn)出良好的電化學性能，在0.5、1、2、5、10A/g的電流密度下材料的比容量分別高達1712.13、1658.74、1622.08、1603.08、1535.43F/g，甚至電流密度達到20A/g時比容量仍能保持最初的79.8％。

4、　?。?）此外，借助于陽離子交換法在氧化劑存在條件下成功構(gòu)筑Ni0.8-xCo0.1Mn0.1(OH)2@CoOOH復合材料。以Ni0.8-xCo0.1Mn0.1(OH)2@CoOOH復合材料作為正極材料，活性炭作為負極材料組裝成不對稱器件，探討離子交換處理是否提高了材料的導電性、倍率性能。結(jié)果表明在0.5A/g的電流密度下處理前后樣品的比容量幾乎一樣，隨著電流密度的增加，差異隨著變大，當電流密度增至7.5A/g時，處理后樣品的比容量比