三维Ni(OH)、Co(OH)电极的制备及其电化学电容性能研究

摘要

随着世界性的能源危机和环境污染的加剧，人们对节能环保要求越来越高。作为一种新型的能量储存装置—电化学电容器，兼有传统电容器和二次电池的双重功能，一经问世，便受到了人们的极大青睐，成为当前国际性的研究热点。电极材料是决定电化学电容器性能的关键因素，因此，在电化学电容器的研究中，许多工作都是围绕着开发具有高比容量且廉价环保的电极材料而进行的。
　　 本论文综述了电化学电容器的基本原理、电极活性材料研究进展以及其应用前景，并以泡沫镍为基底制备了两种电化学电容器电极。利用XRD、FESEM等技术对电极材料进行了晶体结构分析和微观形貌表征。采用恒流充放电、循环伏安(CV)、电化学交流阻抗(EIS)等电化学技术对电极电容性能进行测试。具体开展的主要实验内容如下：
　　 1，在前期工作的基础上，以0.1 M Ni(NO3)2水溶液为电解液，采用直流电沉积的方法在泡沫镍基底上，制备了三维Ni(OH)2电极，通过循环伏安(CV)、恒流充放电、电化学交流阻抗(EIS)等电化学技术系统研究了电沉积条件(沉积温度，活性物质Ni(OH)2的负载量)对其电容性能的影响。结果表明：三维Ni(OH)2电极容量受电沉积温度和活性物质的负载量影响显著。当Ni(OH)2的沉积量为0.7 mg，沉积温度为65℃时所得到的三维Ni(OH)2电极容量特性和功率特性最为理想，获得了高达3887 F/g的平均单电极比容量。
　　 2，首次在Co(NO3)2水溶液中以泡沫镍为基体采用直流电沉积的方法制各了三维Co(OH)2电极，通过循环伏安(CV)、恒流充放电、电化学交流阻抗(EIS)等电化学技术对不同电沉积条件(沉积温度，活性物质Ni(OH)2的负载量)下制备的一系列的三维Co(OH)2电极进行了测试。在充放电电流密度为4 A/g时，其平均单电极比容量达2469 F/g，当充放电电流密度增加至32 A/g时，其平均单电极比容量为2003 F/g，与充放电电流密度为4 A/g相比，其容量保持率高达81．12％，可见三维Co(OH)2电极具有很好的功率特性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 电化学电容器概述

1.3 电化学电容器电极材料的研究进展

1.4 活性电极的制备方法

1.5 选题思路及研究目的

参考文献

第二章 三维Ni(OH)2电极的制备及其性能表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

参考文献

第三章三维Co(OH)2电极的制备及其性能表征

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

参考文献

第四章结论与展望

附录Ⅰ作者硕士在读期间发表论文

致谢