硒化镍基电极材料的制备及其在超级电容器中电化学性能研究

发布时间：2021-06-17 12:58

　　过渡金属氧化物/硫化物因其制备方法简单、电化学性能优秀、以及耐腐蚀等优点,受到了人们的广泛的研究。但由于金属氧化物/硫化物自身较差的导电性,限制了其实际应用的可能。因此,具有多种价态和更好的电化学性能的过渡金属硒化物,被认为是更适合用于高性能超级电容器的电活性材料。本论文通过采用简单且经济友好的方法,制备了多种硒化镍基新型电极材料,并对材料的形态结构,组成成分,元素价态,以及其在超级电容器中的电化学性能进行了表征和研究。论文主要由以下三部分组成:（1）在泡沫镍基底上,采用一步水热法,原位生长Ni₃Se₂纳米线阵列。通过多种结构表征以及电化学测试对Ni₃Se₂电极的形态结构,组成成分,元素价态以及电化学性能进行了研究。所制得的Ni₃Se₂具有富晶界的特点,并拥有较大的面积比电容（635μAh/cm²）。当电流密度从3 mA/cm²提高到40 mA/cm²时,Ni₃Se

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

在不同反应时间(a)6小时;(b)12小时;(c)24小时((b)中的插图是放大图像

硒化镍基新型超级电容器的制备及应用研究F/g 的高比电容[72]。电极材料的这种高比电容可能是由于设计的 1D 电子传输途径和 NiS 的大比表面积。同样，Wei 等人报道了α-NiS 和β-NiS 电极材料并成功用于超级电容器[73]。然而，由于在充放电过程的连续循环期间 NiS 的聚集和粉碎，这些纯相的电极的循环稳定性往往较差。NiS 电极的循环稳定性通过改变实验条件得到改善，包括导电纳米材料和 NiS 基质的复合。嵌入碳纳米棒中的α-NiS 的相调控的合成由 Sun 等人完成[74]。电极具有高电化学稳定性，电容保持率为 100％，在 1A/g电流密度下比电容为 1092 F/g。同样，最近报道了泡沫镍[75, 76]，活性炭[76]，氮掺杂碳纤维气凝胶[77]和 rGO[78]上合成的 NiS 纳米颗粒。(3) Ni3S4

图 1-3 在 5, 10, 20, 40, 60 and 80 mV/s 扫速下(a) NiCo2S4/CFP 和(b) NiCo2S4/CFC 电极的CV 曲线[108]。Fig. 1-3 The CV curves of the (a) NiCo2S4/CFP electrode and (b) NiCo2S4/CFC electrode atdifferent scan rates of 5, 10, 20, 40, 60 and 80 mV/s[108].1.3.2 过渡金属硒化物应用于超级电容器的过渡金属硫化物的电荷存储机制和电化学性质在前一节中讨论。本节纯粹用于讨论应用于超级电容器的硒基过渡金属化合物。硒是第六主族中离硫最近的元素，具有与硫相同的价电子和氧化数。因此，金属硒化物的化学和电化学活性几乎类似于金属硫化物，这表明金属硒化物在超级电容器中也具有很好的应用。本节重点讨论了几种过渡金属硒化物。1.3.2.1 镍-硒化合物在所研究的过渡金属硫属元素化物中，由于镍硒化合物其可调电子构型和多种氧化态，特别受到关注。此外，由于镍硒化合物具有顺磁性，它们的电阻率低


本文编号：3235237