鎳基超級電容器電極材料合成與電化學性能研究.pdf

1、作為超級電容器電極材料，廉價的Ni(OH)2與NiO等鎳基材料因具有高的理論比容量等優(yōu)點而備受關(guān)注。本文采用水熱法制備了介孔Ni(OH)2與NiO等鎳基電極材料，研究了其作為超級電容器電極材料微觀結(jié)構(gòu)和電化學性能的關(guān)系。采用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等方法對Ni(OH)2與NiO電極材料的微觀結(jié)構(gòu)進行表征分析；采用恒電流充放電技術(shù)、循環(huán)伏安法、交流阻抗法等手段測試了Ni(OH)2與NiO電極

2、材料的電化學性能。
　　通過改進的均相沉淀技術(shù)，分別利用尿素在低溫時的螯合反應和高溫時的水解反應，將反應產(chǎn)物OH-與鎳離子同步形成三維花狀的微孔α-Ni(OH)2材料，孔徑約為1.7nm，比表面積達到163 m2 g-1。在電流密度5A g-1，10A g-1與20A g-1下，測得α-Ni(OH)2電極材料的放電比容量分別為1025F g-1，917F g-1與649F g-1。壽命測試結(jié)果表明，在10A g-1電流密度下，進行

3、500圈的長循環(huán)容量保持率僅為29％。
　　微孔α-Ni(OH)2材料經(jīng)熱處理獲得介孔NiO材料，孔徑約為3.6nm，比表面積為140 m2 g-1。以6 mol L-1 KOH為電解液，在電流密度5A g-1，10A g-1與20A g-1下，測得NiO電極材料的放電比容量分別為289F g-1，262F g-1與257F g-1。另外，在電流密度10A g-1下，進行4000圈的長循環(huán)容量幾乎沒有衰減。
　　通過改進的均

4、相沉淀技術(shù)，進一步獲得了核殼結(jié)構(gòu)的Ni(OH)2/Co(OH)2電極材料，比表面積可達到229 m2 g-1，其中，導電性較高的Co(OH)2分布在復合材料的外部，提供三維電子傳輸通道，這有利于材料的倍率性能與循環(huán)性能的提高。在電流密度10A g-1與20A g-1下，Ni(OH)2/Co(OH)2的放電比容量分別為1202 F g-1與1022 F g-1。此外，在電流密度10A g-1下，電極材料進行5000圈的長循環(huán)容量保持率為9