镍基和锰基氧化物超级电容器电极材料的研究

发布时间：2018-10-13 10:51

【摘要】：在过去的几十年里,作为清洁能源转换和存储设备的超级电容器,因其具有高的功率密度,充电时间短,安全可靠性高和很长的循环使用寿命等特点,引起了研究人员的密切关注和广泛的研究。现如今,由于过渡金属氧化物材料成本低廉,矿产资源非常丰富和对环境污染程度低等特点,其被广泛用作超级电容器的电极材料,并引起了研究者们极大的兴趣。最近,关于镍钴复合的氧化物电极材料的研究也越来越多。本研究论文中,我们通过一种简单的水热合成法,通过固定乙醇胺的添加量为0.5 ml,煅烧温度为300℃时,我们成功地制备出了NiO-Ni CoO_2-Co_3O_4复合氧化物电极材料,该复合氧化物材料具有纳米片、纳米颗粒、纳米线三种形貌,且该复合氧化物电极材料具有较高的比电容,其比电容在1.0和10 A/g时分别为990和580 F/g。在10 A/g的电流密度下,经过一千次循环充放电之后其比电容值仍然可以保留最大电容值的50%左右。这表明了NiO-Ni CoO_2-Co_3O_4复合电极材料在高性能储能系统中有着十分优异的应用潜力。因为有非常好的氧化还原性能和较高理论比电容值,这就使得过渡金属氧化物电极材料在研究的过程中受到了科研工作者们的极大赞同。此外,一些关于NiCoO_2电极材料的制备及其在超级电容器中电化学性能的研究报告也层出不穷。在本研究论文中,我们通过一个简单的水热合成法先制备出中间产物,然后再在氮气氛围中于350℃的煅烧温度下成功地合成了纳米微球结构的NiCoO_2电极材料。通过三电极测试系统测试其比电容值在1.0和16 A/g的电流密度下分别为760和470 F/g。Ni CoO_2电极材料表现出了良好的循环稳定性,在10 A/g的电流密度下,经过一千次的循环充放电之后,其比电容值仍是最初测试值的87%左右。具有较高的理论比电容值和较好的循环稳定性使得NiCoO_2作为超级电容器电极材料在实际应用中备受期望。在本研究论文中,我们使用了常见的化学试剂,并以简单的溶胶-凝胶法制备了LaMnO_3粉末,然后对制备的LaMnO_3粉末进行了结构的表征和电化学性能的研究。实验结果表明,600℃煅烧温度下的样品为非晶态,当煅烧温度在700和800℃时,样品为纯相的La MnO_3粉末。样品的晶粒尺寸约为80-120 nm,且彼此粘结在一起。对样品的电化学性能进行测试其结果显示,700℃煅烧温度下的LaMnO_3粉末的电化学性能比其他两个温度下样品的电化学性能要好,即在0.5 A/g的电流密度下比电容值为73 F/g。用此方法制备的LaMnO_3粉末,原材料便宜且操作方法简单。
[Abstract]:In the past few decades, supercapacitors, as clean energy conversion and storage devices, have been characterized by high power density, short charging time, high safety and reliability, and long cycle life. Has caused the researcher's close attention and the extensive research. Nowadays, transition metal oxide materials are widely used as electrode materials for supercapacitors due to their low cost, rich mineral resources and low environmental pollution. Recently, more and more research has been done on nickel-cobalt composite oxide electrode materials. In this paper, we successfully prepared the NiO-Ni CoO_2-Co_3O_4 composite oxide electrode material by a simple hydrothermal synthesis method and a fixed amount of ethanolamine (0.5 ml,) calcined at 300 鈩，

本文编号：2268346