镍基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究

发布时间：2017-05-14 08:04

  本文关键词：镍基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：超级电容器是一种介于电池与普通电容之间兼备二者特点的新型储能器件。电极材料的选用决定着其电化学性能。镍基超级电容器电极材料是目前研究的热点之一,本论文主要利用水热合成法的基本原理,制备出具有良好电化学性能的镍基电极材料。本文的主要研究内容如下:1,对热液制备氧化镍纳米材料所用溶剂水醇体积比进行研究,结果表明:水醇比对纳米氧化镍材料形貌的影响较大,随着水醇体积比的改变,氧化镍纳米材料逐渐由片状变成纳米颗粒状;通过循环伏安法和恒电流充放电测试可以看到明显的氧化还原峰,表明其赝电容特性明显,反应确为NiO的氧化还原反应为主导因素;在电流密度为1.88 A g-1时,NiO的比电容值仍可达到1046 F g-1。在1000次循环充放电后,材料的比电容可保留58.3%。2,对热液制备氧化钴镍纳米材料所用沉淀剂和水热温度进行研究,经过对材料的测试与分析,得出如下结论:在设定不同沉淀剂和反应温度得到氧化钴镍材料后,发现以尿素为沉淀剂,120℃水热制备的NiCo2O4比电容最高,电容性能最好。表明反应沉淀剂和温度对电极材料的影响较大;循环伏安法和恒电流充放电测试过程中可以看到五种电极材料明显的氧化还原峰,表明其赝电容特性明显,反应确为氧化钴镍的氧化还原反应为主导因素;在电流密度为0.62 A g-1时,氧化钴镍的比电容值为328.5 F g-1,在1500次循环充放电后,材料的比电容可保留95.2%。3,对热液制备硫化钴镍纳米材料所用方法和反应时间进行研究,电化学测试表明:在设定不同实验方法和反应时间制备到硫化钴镍材料后,实验发现在乙醇中反应12小时制备的NiCo2S4的比电容最高,电容性能最高循环伏安法和恒电流充放电测试过程中可以看到明显的氧化还原峰,表明其赝电容特性明显,硫化钴镍的氧化还原反应为其电容形成的主导因素;在电流密度为0.12 A g-1时,NiCo2S4-C2H5OH-12的比电容值可达到743.1 F g-1,随着电流密度的增大,在电流密度为1.25 A g-1,NiCo2S4-C2H5OH-12的比电容值仍可达到448.1 F g-1。
【关键词】：超级电容器 氧化镍 氧化钴镍 硫化钴镍 电化学性能
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM53
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-25
• 1.1 前言11
• 1.2 超级电容器工作原理11-12
• 1.3 国内外超级电容器电极材料的发展现状12-16
• 1.3.1 碳基电极材料12-14
• 1.3.2 导电聚合物基电极材料14
• 1.3.3 金属氧化物基电极材料14-15
• 1.3.4 复合电极材料15-16
• 1.4 镍基电极材料合成方法研究进展16-21
• 1.4.1 氧化镍(NiO)16-18
• 1.4.2 氢氧化镍(Ni(OH)_2)18-20
• 1.4.3 镍基合金化合物20-21
• 1.5 选题的意义及主要内容21-22
• 1.5.1 选题的意义21-22
• 1.5.2 本论文的主要内容22
• 1.6 论文的创新性22-25
• 第二章 实验材料和测试方法25-33
• 2.1 主要原材料和仪器设备25-26
• 2.1.1 化学试剂及原材料25-26
• 2.1.2 主要实验仪器设备26
• 2.2 电极的制备26-27
• 2.3 超级电容器电极材料的表征27
• 2.3.1 X射线（XRD）表征27
• 2.3.2 扫描电镜（SEM）表征27
• 2.4 电极材料电化学性能测试27-31
• 2.4.1 循环伏安法27-29
• 2.4.2 交流阻抗测试原理29-30
• 2.4.3 恒电流充放电测试及循环充放电测试30-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第三章 溶剂比对制备氧化镍纳米材料电化学性能的研究33-41
• 3.1 引言33
• 3.2 实验部分33-34
• 3.2.1 氧化镍电极材料的制备33-34
• 3.2.2 材料物化性能表征34
• 3.2.3 电化学性能测试34
• 3.3 结果与讨论34-39
• 3.3.1 氧化镍电极材料的XRD表征34-35
• 3.3.2 氧化镍电极材料的形貌特征35-36
• 3.3.3 材料的电性能测试36-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第四章 氧化钴镍电极材料的研究41-49
• 4.1 引言41
• 4.2 实验部分41-42
• 4.2.1 氧化钴镍电极材料的制备41-42
• 4.2.2 电极片的制备42
• 4.2.3 材料的电化学性能测试42
• 4.2.4 电解液的选择42
• 4.3 结果与讨论42-48
• 4.3.1 氧化钴镍电极材料的XRD表征42-43
• 4.3.2 氧化钴镍电极材料的形貌特征43-44
• 4.3.3 材料的电化学性能测试44-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 硫化钴镍电极材料的研究49-57
• 5.1 引言49
• 5.2 实验部分49-50
• 5.2.1 硫化钴镍电极材料的制备49-50
• 5.2.2 电极片的制备50
• 5.2.3 材料的电化学性能测试50
• 5.2.4 电解液的选择50
• 5.3 结果与讨论50-56
• 5.3.1 硫化钴镍电极材料的XRD表征50-51
• 5.3.2 硫化钴镍电极材料的形貌特征51-52
• 5.3.3 材料的电化学性能测试52-56
• 5.4 本章小结56-57
• 结论与展望57-59
• 参考文献59-70
• 致谢70-71
• 硕士期间发表论文71-72
• 个人简历72

【参考文献】

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本文编号：364595