氧化鎳空心球及其復合氧化物的制備與電化學性能研究.pdf

1、在21世紀，能量的儲存面臨著重要的技術(shù)挑戰(zhàn)，由于原料的枯竭和環(huán)境的污染，對于新的可再生的清潔能源的需求越來越引起人們的重視。超級電容器作為一種能量儲存的設(shè)備，由于其快速的能量運輸、很高的儲存能力以及很好的可循環(huán)性能而備受人們關(guān)注。
　　本文以二氧化碳為軟模板劑合成了三種空心球氧化鎳空心球、氧化鎳/四氧化三鈷空心球和氧化鎳/氧化鎳空心球；以氨氣為軟模板劑合成了氧化鎳空心球、氧化鎳/四氧化三鈷核殼復合物、氧化鎳/氧化錳核殼復合物；采用

2、自組裝的方式合成了氧化鎳空心球。并對所得樣品進行了XRD、TG-DSC、TEM、SEM和N2吸脫附等手段的表征和分析。采用多種電化學測試手段對合成的樣品進行了電化學性能的測試。
　　以二氧化碳為軟模板劑制備的三種樣品：氧化鎳空心球、氧化鎳/四氧化三鈷空心球和氧化鎳/氧化鎳空心球，各樣品的晶體結(jié)晶度較好，在合成前后樣品的粒徑發(fā)生了很大的變化，樣品的形貌較為完整，很少有碎片散落，具有良好的電化學可逆性，并且在電流密度為5mA·cm-2

3、時，氧化鎳空心球、氧化鎳/四氧化三鈷空心球和氧化鎳/氧化鎳空心球的比電容分別為269F·g-1、280F·g-1和456F·g-1。其電荷轉(zhuǎn)移電阻分別為1.2Ω、1.5Ω和1Ω，三種樣品的溶液總電阻近似相等；經(jīng)過1000次循環(huán)后，所有樣品的比電容都有所下降，通過對比發(fā)現(xiàn)氧化鎳/氧化鎳空心球具有很高的循環(huán)穩(wěn)定性和較好的可逆性；
　　以氨氣為軟模板劑制備的氧化鎳空心球，反應時間和溫度對氧化鎳空心球的合成起到了至關(guān)重要的作用，反應時間為

4、24h溫度為170℃時，所合成的氧化鎳空心球的粒徑較為均勻，平均粒徑為3-5μm，沒有多余的納米片散落。并且在電流密度為5mA·cm-2時的比電容可達到329F·g-1；其電荷轉(zhuǎn)移電阻為4Ω，溶液總電阻為1.9Ω；經(jīng)過1000次循環(huán)后，其比電容僅僅下降了17％；
　　采用水熱法合成的氧化鎳/四氧化三鈷核殼復合物，樣品以空心氧化鎳微球為核，四氧化三鈷納米線為殼，核殼復合物的平均粒徑為4-7μm，四氧化三鈷納米線長為1-2μm。樣品在

5、電流密度為5mA·cm-2時的比電容可達到510F·g-1；其電荷轉(zhuǎn)移電阻為3.3Ω，溶液總電阻為0.6Ω；經(jīng)過1000次循環(huán)后，其比電容僅僅下降了8％；
　　采用水熱法合成的氧化鎳/氧化錳核殼復合物，氧化錳納米片均勻的生長在氧化鎳納米片的空隙中，形成了氧化鎳/氧化錳核殼復合物。氧化鎳空心球粒徑均勻，在外表面長有氧化錳納米片，納米片的長度為100nm左右。通過能譜分析得知樣品是由氧化鎳和氧化錳組成，通過對成分組成的測定可以得知Mn

6、的質(zhì)量百分比為23.58％，Ni的質(zhì)量百分比為12.27％。在電流密度為5mA·cm-2時的比電容可達到568F·g-1；其電荷轉(zhuǎn)移電阻為0.5Ω，溶液總電阻為0.5Ω；經(jīng)過1000次循環(huán)后，其比電容僅僅下降了9％，表現(xiàn)出了較好的循環(huán)穩(wěn)定性；
　　采用水熱法合成的自組裝的氧化鎳空心球，P123抑制了自組裝花狀的空心氧化鎳微球的生長，并且在空心球的形成過程中P123起到了非常關(guān)鍵的組裝作用；樣品的孔徑分布很均勻，為IV型等溫線。在電