用于超級(jí)電容器的鎂型LDH電極材料和性能的研究.pdf

1、類水滑石層狀雙金屬氫氧化物作為超級(jí)電容器電極材料時(shí)呈現(xiàn)出電導(dǎo)率低、大電流下反應(yīng)速度慢、循環(huán)穩(wěn)定性差和容易團(tuán)聚等缺點(diǎn)限制了其在超級(jí)電容器中進(jìn)一步的應(yīng)用。因此本論文為了提高層狀雙金屬氫氧化物的電導(dǎo)率、比容量而對鎂型LDH電極材料及其電化學(xué)性能展開研究具有十分重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文以Mg(NO3)2·6H2O為鎂源，以Al(NO3)3·9H2O為鋁源，利用NaOH來調(diào)節(jié)pH值，以Co(NO3)2·6H2O為摻雜改性材

2、料，采用共沉淀法制得Mg-Co-Al-LDH電極材料。以材料的放電比容量為考察對象，通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)確定的最適宜工藝條件為：nMg:nAl為3:1（mol:mol），反應(yīng)時(shí)間為2h，反應(yīng)pH為12.0，反應(yīng)介質(zhì)為5％乙醇，Co元素的摻雜比例為：nCo:nMg為2:3，n(Mg+Co):nAl為2:1。
　　隨后，本文通過FT-IR、XRD、SEM以及TEM方法來對Mg-Co-Al-LDH材料的微觀結(jié)構(gòu)及摻雜原理進(jìn)行表征和分

3、析。FT-IR和 XRD測試表明Mg-Co-Al-LDH電極材料中的Co元素?fù)诫s進(jìn)入Mg-Al-LDH晶格中，并且對材料的晶型無明顯影響；SEM和TEM測試表明Mg-Co-Al-LDH電極材料的粒徑為350-450nm，所制得的材料呈現(xiàn)規(guī)則片狀結(jié)構(gòu)，且分布較均勻。
　　最后將制備所得Mg-Al-LDH和Mg-Co-Al-LDH電極材料制成電極片，裝配成測試用的模擬超級(jí)電容器，通過恒流充放電測試法、循環(huán)伏安測試法及交流阻抗測試法等電

4、化學(xué)測試方法來研究其電化學(xué)性能。恒流充放電測試表明Mg-Al-LDH和Mg-Co-Al-LDH電極在大電流密度下（1A/g），放電比容量分別為114.2 F/g和381.3 F/g，充放電10000次后，容量保留率分別保持在83.32%和86.23%；循環(huán)伏安測試表明，Mg-Co-Al-LDH電極相對于Mg-Al-LDH具有更好的電容性能，且隨著掃描速率增大，電化學(xué)極化較??；交流阻抗測試和等效電路擬合結(jié)果表明，Mg-Co-Al-LDH電