钴镍磷酸盐形貌可控合成及其电化学性能研究

发布时间：2018-05-20 01:16

  本文选题：钴镍磷酸盐 + 多孔碳材料　； 参考：《燕山大学》2016年硕士论文

【摘要】：超级电容器,通常也被称为电化学电容器,因其功率密度高、充放电速度快、循环寿命长及环境污染小等优点被作为一种新储能装置的研究热点。然而,能量密度低这一缺点一直阻碍着其实际应用。研究新的电极材料提高超级电容器的电化学容量无疑成为解决这一难题的突破口。本文首先通过温和水热合成方法在温度120℃,反应时间4h条件下合成钴镍氢氧化物(m Co:mNi=1:1)前驱体Co(OH)2-Ni(OH)2。前驱体作为牺牲模板通过控制反应前躯体中钴镍原子质量与磷酸盐源的质量比分别为1:0.5、1:1和1:3时,反应水热温度120℃,反应时间24h条件下成功的合成了三种不同形貌的过渡金属磷酸盐(六方体多孔状,多孔状和长方片状的杂化结构,长方片状),研究三种结构电极材料的电化学性能。结果表明,镍钴前躯体与磷酸铵的质量比为1:1时,杂化结构的过渡金属磷酸盐作为电极材料表现出最好的电化学性能,在电流密度为0.5 A g~(-1)时,杂化结构的电极材料电极容量为1128 F g~(-1)。与卤虫卵壳衍生的多级孔结构的碳材料(HPC)组装成非对称超级电容器表现出良好的电化学性能,经过5000次长循环后,容量保持率95.6%。为研究单一结构的过渡金属磷酸盐的性能,在反应前躯体中钴镍原子质量与磷酸盐源同一质量比1:3的条件下,通过控制反应时间成功合成了不同形貌的过渡金属磷酸盐。研究在120℃不同反应时间(0.5h,1h,2h,4h,24h)的电化学性能,结果表明,当反应时间为2h时,表现出最好的电化学性能。在电流密度为0.5 A g~(-1),比电容高达1297 F g~(-1),作为非对称超级电容器材料时表现出优异的电化学性能,经过10000次长循环后,容量保持率93.5%。通过与氧化石墨烯复合研究复合材料的电化学性能,在水热反应温度为120℃,反应时间为4h条件下,合成钴镍摩尔质量与氧化石墨烯的质量比为1:1的钴镍氢氧化物氧化石墨烯复合材料,然后加入磷酸盐源与钴镍原子质量为1:1,120℃反应12h,得到钴镍磷酸盐与氧化石墨烯复合材料。研究其电化学性能,结果表明在电流密度为0.5 A g~(-1),比电容为989 F g~(-1),此材料作为混合电容器正极表现出优异的电化学性能,在大功率密度14 kW·kg~(-1)时,能量密度仍高达32 Wh·kg~(-1),经过10000次长循环后,容量保持率96%。
[Abstract]:Supercapacitors, also known as electrochemical capacitors, have been regarded as a new energy storage device due to their high power density, high charge and discharge speed, long cycle life and low environmental pollution. However, the low energy density has been hampering its practical application. The study of new electrode materials to improve the electrochemical capacity of supercapacitors is undoubtedly a breakthrough to solve this problem. In this paper, cobalt and nickel hydroxide m Co: M Ni (1: 1: 1: 1) precursor was synthesized by a mild hydrothermal method at 120 鈩，

本文编号：1912531