發(fā)布時間：2019-08-12 18:56

【摘要】：電化學電容器是一種新型的儲能器件,由于具有功率密度高、電化學可逆性好和循環(huán)壽命長等優(yōu)點,近年來已成為電化學領域的研究熱點之一。電極材料是影響電化學電容器性能的關(guān)鍵因素之一。鎳的氧化物/氫氧化物價格低廉、電化學性能優(yōu)良而受到廣泛關(guān)注。本論文采用電化學方法制備了鎳基復合膜電極,并考察了其贗電容性能。 通過對電沉積法得到的Ni-Cu合金鍍層中的銅進行選擇性陽極溶解,獲得了多孔鎳膜。以多孔鎳膜為基體,采用陰極電沉積法制備了納米多孔結(jié)構(gòu)的氫氧化鎳膜電極。所制備的氫氧化鎳膜電極在2、5和10 A·g-1的電流密度下分別給出了1634、1563和1512 F·g-1的比電容值。納米多孔結(jié)構(gòu)的金屬鎳基體改進了氫氧化鎳膜電極在1 mol-L"1 KOH溶液中的電化學循環(huán)穩(wěn)定性。氫氧化鎳膜電極所具有的高比電容、良好的大電流放電能力及優(yōu)異的電化學循環(huán)穩(wěn)定性表明其在電化學電容器領域極具應用潛力。 通過對電沉積法得到的Ni-Cu合金鍍層進行電化學去合金化處理,制備了納米多孔結(jié)構(gòu)金屬鎳膜,采用循環(huán)伏安法對多孔金屬鎳膜在1 mol·L-1的KOH溶液中進行陽極氧化處理,獲得了納米多孔結(jié)構(gòu)的鎳基復合膜電極；通過在300℃的溫度下對鎳基復合膜電極進行熱處理,得到了NiO/Ni膜電極。應用掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射分析(XRD)、X-射線光電子能譜(XPS)和不同的電化學技術(shù)對所制備的膜電極的物理性質(zhì)及贗電容特性進行了表征。SEM、XRD和XPS的測試結(jié)果表明,所制備的納米多孔結(jié)構(gòu)復合膜由Ni、Ni(OH)2和NiOOH組成。電化學實驗結(jié)果顯示,電鍍液的組成和制備的復合膜電極的質(zhì)量對其電容性能有較大的影響。在優(yōu)化條件下所得納米多孔結(jié)構(gòu)鎳基復合膜在20A·g-1的充放電電流密度下,給出了578 F·g-1的初始比電容；在1000次充放電循環(huán)后,它的比電容值為544 F·g-1,電容保持率為94%。循環(huán)伏安的結(jié)果顯示,NiO-Ni膜電極在2和10 A·g-1的電流密度下的比電容值分別為498和398 F·g-1。研究也發(fā)現(xiàn)NiO-Ni膜電極具有優(yōu)異的電化學循環(huán)穩(wěn)定性。
【圖文】：

在于柱狀顆粒的中心，而富鎳相則位于富銅相的四周。在0.5V的陽極電位下，，銅核發(fā)生陽極溶解，而鎳殼因鈍化得以保留，于是形成了多孔鎳膜【”，’2]，孔徑大小為80一 250nm。圖3.2(c)為多孔鎳沉積氫氧化鎳后的形貌，多孔鎳的孔徑明顯減小，表明氫氧化鎳沿著孔壁生長，形成Ni(oH)2一Ni包覆型結(jié)構(gòu)。圖3.3顯示的是電極制備過程中的XRD譜圖。圖33(a)中出現(xiàn)Ni和Cu的(川)、(200)和(220)晶面 (pDFNo.04一0850，No.04一0836)，形成非同質(zhì)Ni相和Cu相〔”]。圖3.3(b)中，20為43.50、50.60和74.50的eu的特征衍射峰消失，表明在合金一去合金化形成多孔鎳過程中銅基本溶解。Ze為44.50的尖銳的衍射峰為Ni的(ln)晶面。在多孔鎳上沉積氫氧化鎳后，圖3.3(c)中20=340為a一Ni(0H):的特征峰 (pDFNo.38一0715)

第三章多孔鎳基體上沉積Ni(OH)2及其電容性能圖3.4為Ni(oH)2一Ni電極與多孔鎳基體在10mv·s一，下的循環(huán)伏知，在0.44v和0.23v一對較強的氧化還原峰對應著Ni2+和N反應方程式砂4，15]:Ni(OH)2+OH一++NiooH+HZo+e一中可以看出，Ni(OH)2一Ni電極比容量主要來源于Ni(OH)2在多孔還原反應，多孔鎳的貢獻比較小，其氧化還原峰是由于在循環(huán)伏面發(fā)生氧化所致。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TM53

【參考文獻】

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本文編號：2525897