王少华:镍基复合材料的设计、制备以及在超级电容器中的研究论文

王少华:镍基复合材料的设计、制备以及在超级电容器中的研究论文

本文主要研究内容

作者王少华(2019)在《镍基复合材料的设计、制备以及在超级电容器中的研究》一文中研究指出:随着技术的发展,人们逐渐提高了储能装置的性能要求。超级电容器是一种具有优异性能的新型储能装置,电极材料的选择直接决定了超级电容器的储能性能,因此电极材料的研究已成为超级电容器领域研究的热点。氢氧化镍及其为基质的复合材料是极具前景的一种电极材料,其最大的优点是比电容大、材料来源广泛、价格低廉且容易制备。为了增加电极材料的反应位点,调控电极材料的形貌,增大材料的比表面积,进而制备优异性能的镍基超级电容器,本文分别研究了氢氧化镍及其为基质的复合材料作为电极在超级电容器中的应用,探讨了镍基材料的结构、形态和其电化学性质的关系。主要研究内容可归纳为以下两个方面:1、以硝酸铁和硝酸钴为原料,采用液相沉积法制备了钴酸亚铁纳米材料。再以氯化镍为镍源,采用电化学沉积法制备了FeCo2O4-Ni(OH)2微纳米材料。研究了复合材料的形貌结构,价态以及一系列的电化学性能。结果表明:泡沫镍具有优良的导电性和较高的比表面积,在泡沫镍上制备电极材料允许复合材料在充电和放电期间储存和释放更多电荷。该复合材料在4 mA·cm-2的恒定电流下具有18F·cm-2的比电容。通过1000次循环寿命测试,仍能够保持60%的容量,表明该材料具有优异的电化学性能,适用于超级电容器的电极材料。2、以硝酸钴和硝酸镍为原料,采用水热法制备了钴酸镍纳米花状材料,再以氯化镍为镍源,采用电化学沉积法制备了NiCo2O4-Ni(OH)2纳米花状材料。研究了该材料的形貌结构以及一系列的电化学性能。研究结果表明:通过调节水热时DMSO的比例以及水热时间可以调控材料的形貌,进而影响材料的电化学性能。采用水热法合成NiCo2O4纳米材料,通过电化学沉积法在NiCo2O4纳米花表面进一步包覆Ni(OH)2。通过调控电化学沉积时间,获得电化学性能最佳的NiCo2O4-Ni(OH)2复合材料。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和元素分析技术分别对制备的复合材料的晶体结构、形貌和元素分布进行一系列表征。将该镍基复合材料应用到超级电容器中,在电流密度为4 mA·cm-2条件下,其最高比电容分别可达到18 F·cm-2和20 F·cm-2。

Abstract

sui zhao ji shu de fa zhan ,ren men zhu jian di gao le chu neng zhuang zhi de xing neng yao qiu 。chao ji dian rong qi shi yi chong ju you you yi xing neng de xin xing chu neng zhuang zhi ,dian ji cai liao de shua ze zhi jie jue ding le chao ji dian rong qi de chu neng xing neng ,yin ci dian ji cai liao de yan jiu yi cheng wei chao ji dian rong qi ling yu yan jiu de re dian 。qing yang hua nie ji ji wei ji zhi de fu ge cai liao shi ji ju qian jing de yi chong dian ji cai liao ,ji zui da de you dian shi bi dian rong da 、cai liao lai yuan an fan 、jia ge di lian ju rong yi zhi bei 。wei le zeng jia dian ji cai liao de fan ying wei dian ,diao kong dian ji cai liao de xing mao ,zeng da cai liao de bi biao mian ji ,jin er zhi bei you yi xing neng de nie ji chao ji dian rong qi ,ben wen fen bie yan jiu le qing yang hua nie ji ji wei ji zhi de fu ge cai liao zuo wei dian ji zai chao ji dian rong qi zhong de ying yong ,tan tao le nie ji cai liao de jie gou 、xing tai he ji dian hua xue xing zhi de guan ji 。zhu yao yan jiu nei rong ke gui na wei yi xia liang ge fang mian :1、yi xiao suan tie he xiao suan gu wei yuan liao ,cai yong ye xiang chen ji fa zhi bei le gu suan ya tie na mi cai liao 。zai yi lv hua nie wei nie yuan ,cai yong dian hua xue chen ji fa zhi bei le FeCo2O4-Ni(OH)2wei na mi cai liao 。yan jiu le fu ge cai liao de xing mao jie gou ,jia tai yi ji yi ji lie de dian hua xue xing neng 。jie guo biao ming :pao mo nie ju you you liang de dao dian xing he jiao gao de bi biao mian ji ,zai pao mo nie shang zhi bei dian ji cai liao yun hu fu ge cai liao zai chong dian he fang dian ji jian chu cun he shi fang geng duo dian he 。gai fu ge cai liao zai 4 mA·cm-2de heng ding dian liu xia ju you 18F·cm-2de bi dian rong 。tong guo 1000ci xun huan shou ming ce shi ,reng neng gou bao chi 60%de rong liang ,biao ming gai cai liao ju you you yi de dian hua xue xing neng ,kuo yong yu chao ji dian rong qi de dian ji cai liao 。2、yi xiao suan gu he xiao suan nie wei yuan liao ,cai yong shui re fa zhi bei le gu suan nie na mi hua zhuang cai liao ,zai yi lv hua nie wei nie yuan ,cai yong dian hua xue chen ji fa zhi bei le NiCo2O4-Ni(OH)2na mi hua zhuang cai liao 。yan jiu le gai cai liao de xing mao jie gou yi ji yi ji lie de dian hua xue xing neng 。yan jiu jie guo biao ming :tong guo diao jie shui re shi DMSOde bi li yi ji shui re shi jian ke yi diao kong cai liao de xing mao ,jin er ying xiang cai liao de dian hua xue xing neng 。cai yong shui re fa ge cheng NiCo2O4na mi cai liao ,tong guo dian hua xue chen ji fa zai NiCo2O4na mi hua biao mian jin yi bu bao fu Ni(OH)2。tong guo diao kong dian hua xue chen ji shi jian ,huo de dian hua xue xing neng zui jia de NiCo2O4-Ni(OH)2fu ge cai liao 。tong guo Xshe xian fen mo yan she (XRD)、sao miao dian zi xian wei jing (SEM)he yuan su fen xi ji shu fen bie dui zhi bei de fu ge cai liao de jing ti jie gou 、xing mao he yuan su fen bu jin hang yi ji lie biao zheng 。jiang gai nie ji fu ge cai liao ying yong dao chao ji dian rong qi zhong ,zai dian liu mi du wei 4 mA·cm-2tiao jian xia ,ji zui gao bi dian rong fen bie ke da dao 18 F·cm-2he 20 F·cm-2。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自安徽理工大学的王少华,发表于刊物安徽理工大学2019-07-08论文,是一篇关于超级电容器论文,赝电容论文,镍基金属复合材料论文,安徽理工大学2019-07-08论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自安徽理工大学2019-07-08论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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