納米氧化鎳的制備及其超級電容性能研究.pdf

1、超級電容器是20世紀七十年代發(fā)展起來的一種新型儲能元件，它有著比普通電池高十倍以上的功率密度，比靜電電容器高數(shù)十倍的能量密度，且具有充放電速度快、對環(huán)境無污染、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，有望成為21世紀新型的綠色能源。在超級電容器發(fā)展過程中，電極材料的選擇對超級電容器的性能至關重要。近年來，研究發(fā)現(xiàn)氧化鎳有著與無定型水合氧化釕相似的功能，理論容量在1000F/g以上，而且價格便宜，資源豐富，倍受國內(nèi)外研究人員的關注。我們采用溶膠一凝膠模板法和水

2、熱合成法分別制備了不同形貌的納米氧化鎳，對制備工藝條件和產(chǎn)品的電容性能進行了一系列的研究。 (1)以5％磷酸為電解液，經(jīng)過二次陽極氧化，得到具有一定厚度、孔洞分布均勻的AAO模板。然后結(jié)合溶膠一凝膠法，在AAO模板微孔內(nèi)實現(xiàn)溶膠向凝膠的轉(zhuǎn)變，再經(jīng)過高溫煅燒還原生成氧化鎳納米線，其長度可達亞微米級，直徑約為100nm，與AAO模板的孔徑大小基本一致。因此可通過調(diào)節(jié)AAO模板的孔徑大小實現(xiàn)氧化鎳納米線的可控生長。 (2)以N

3、iSO<,4>·6H<,2>O和NaOH為原料，采用常溫合成-水熱改性-中溫焙燒工藝制備了平均粒徑約為40nm的規(guī)則六角片狀氧化鎳電極材料，討論了水熱反應的時間、母液的pH值對氫氧化鎳前驅(qū)體的形貌和結(jié)構(gòu)的影響。對NiO電極的電容性能進行了測試，結(jié)果表明：在300℃焙燒得到的氧化鎳制得的電極容量最大，單極容量達到252F/g。NiO電極在KOH溶液中表現(xiàn)出了法拉第準電容性質(zhì)，其容量隨KOH的濃度增大而增大，直到KOH的濃度達到5mol/L