發(fā)布時間：2020-07-09 08:16

【摘要】：超級電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間的新型儲能器件,它兼有傳統(tǒng)電容器功率密度大和二次電池能量密度高的優(yōu)點,且其充電的速度快、循環(huán)的壽命長。超級電容器的性能與電極材料有直接的關(guān)系,本文以廉價的鈷和鎳鹽制備鈷酸鎳材料,并與活性碳以及聚苯胺碳(PAnC)制備了鈷酸鎳碳(NiCo_2O_4-C)和鈷酸鎳聚苯胺碳(NiCo_2O_4-PAnC)復(fù)合電極材料。本文采用物理和化學的測試方法對材料結(jié)構(gòu)和電化學性能進行了研究。通過循環(huán)伏安法、恒電流充放電等電化學測試方法和X-射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡等物性表征,研究了所制備材料的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌和電容特性等。本論文通過簡單的共沉淀方法制備了鈷酸鎳碳(NiCo_2O_4-C)復(fù)合電極材料。探討了制備復(fù)合電極材料的最佳制備條件。發(fā)現(xiàn)燒結(jié)溫度對鈷酸鎳的形成及形貌影響大,只有溫度高于250℃才能形成鈷酸鎳,且在250℃形成-C材料中NiCo_2O_4的平均粒徑約為6.7 nm,而當溫度高于250℃后,隨溫度的升高,形成NiCo_2O_4-C復(fù)合材料中鈷酸鎳的粒徑增大。研究NiCo_2O_4-C復(fù)合材料的最佳制備條件為在溫度為250℃下煅燒4 h,C與鈷酸鎳的比例為1:1.5,Ni與Co的原子比為3:1。氧化法制備了聚苯胺碳電極材料。同時對反應(yīng)溫度、反應(yīng)物的比例等方面進行研究。得到的最佳合成工藝條件為:在25°C條件下,加入適量SDS,活性碳與PAn單體的質(zhì)量比為5:2。NiCo_2O_4-PAnC復(fù)合電極材料,聚苯胺碳與鈷酸鎳的最佳比例為1:1.5,用這一比例制備的NiCo_2O_4-PAnC的電化學性質(zhì)最好,其比電容為569.33F·g-1。比較了鎳氧化物、鈷氧化物、NiCo_2O_4、NiCo_2O_4-C復(fù)合電極材料,以及鈷酸鎳和活性碳混合制備的電極NiCo_2O_4-C的性能,結(jié)果表明在相同的條件下NiCo_2O_4-C復(fù)合電極材料循環(huán)伏安曲線所包圍的面積最大,具有最大的電容率。比較了PAnC、NiCo_2O_4-C和NiCo_2O_4-PAnC三種材料的電化學性能,結(jié)果表明,NiCo_2O_4-PAnC具有比PAnC、NiCo_2O_4-C更好的電化學性能,因此三種材料相比NiCo_2O_4-PAnC是作為超級電容器更好的電極材料。
【學位授予單位】：哈爾濱師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ138.13;TM53

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本文編號：2747199