Ni(OH)_2/C复合电极材料的合成及超电容性能研究

采用溶剂热法合成Ni(OH)_2/C复合电极材料,研究C对复合电极材料电化学性能的影响。测试结果表明,产物为片状不规则外观,且Ni(OH)_2未发生晶型结构改变,Ni(OH)_2/C复合电极材料表现出较好的电化学性能,首次放电比容量达到185.0 F·g~(-1)。当测试电流密度为0.5A·g~(-1)时,充放电循环200次后的比容量保持率为92.5%,说明复合材料具有较好的循环稳定性。     

Ni(OH)2/活性炭复合材料在超级电容器中的应用

用化学沉淀法在活性炭(AC)表面和微孔内掺杂不同量的氢氧化镍,制备了氢氧化镍-活性炭[Ni(OH)2-AC]复合材料. 用X射线衍射(XRD)和氮气吸附等温线等对活性炭和复合材料进行表征,结果表明,所制材料为b-Ni(OH)2-AC复合材料. 对不同掺杂量的b-Ni(OH)2-AC复合材料的电化学性能进行了研究,循环伏安、恒流充放电实验表明,少量氢氧化镍掺入活性炭表面和微孔中,所得材料的比电容较活性炭有所提高,并具有良好的充放电性能;当氢氧化镍的掺入量为6%(w)时,所制备的超级电容器单电极表现出优良的电化学性能. 以活性炭电极作负极,复合材料作正极制成复合型超级电容器,循环性能测试发现,掺入6%(w)氢氧化镍的复合材料制成的Ni(OH)2-AC/AC复合型超级电容器比电容高达330.7 F/g,比活性炭(AC/AC)超级电容器比电容(245.6 F/g)提高了34.6%,且Ni(OH)2-AC/AC复合型超级电容器具有更好的循环充放电性能.     

分等级β-Ni(OH)_2花状微球的制备及其电化学性能研究

以L-精氨酸(L-Arginine)为结构导向剂,利用水热法合成由纳米片组装成的分等级β-Ni(OH)_2花状微球。采用XRD、SEM、TEM及N_2吸附脱附对样品的微观结构、表面特性及比表面积进行了表征,深入分析其合成机理,并通过循环伏安、充放电、交流阻抗等测试考察了该电极材料的电化学性能。结果表明,分等级β-Ni(OH)_2花状微球具有优异的电化学电容特性,在电流密度为5 m A/cm~2时,β-Ni(OH)_2的比电容值高达1 048.5 F/g,500圈充放电循环后,其比电容仅衰减了9.2%,可见所制得样品是一种理想的超级电容器电极材料。     

Ni(OH)_2/C作为锂离子电池负极材料的研究

采用控制沉淀法制备Ni(OH)2/C复合材料,用XRD和SEM表征材料的结构和形貌。首次将材料用于锂离子电池,通过充放电测试、循环伏安法和交流阻抗实验研究其嵌/脱锂行为和电化学性能。结果表明,Ni(OH)2/C复合材料具有嵌/脱锂性能,首次可逆比容量达到992mAh/g,20次循环后的可逆比容量为211mAh/g,循环效率为95.6%,高于Ni(OH)2材料(128mAh/g和94.4%),循环性能的改善可归因于掺杂石墨后,使电极电导率明显提高,同时减缓体积效应。     

Ni(OH)2/ACMS复合电极材料的合成及其超电容性能研究

以可溶性淀粉为原料,通过水热法和高温碳化得到活性炭微球(ACMS),然后与Ni(Ac)_2·4H_2O、LiOH溶液反应,得到Ni(OH)_2/ACMS复合电极材料。测试结果表明,最终产物具有球状规则外观,Ni(OH)_2均匀分布在其表面,XRD测试表明Ni(OH)_2晶型结构未发生改变。Ni(OH)_2/ACMS复合电极材料具有良好的电化学性能,首次放电比容量为223.0 F·g~(-1),在0.5A·g~(-1)测试电流密度条件下,充放电循环200次后的比容量保持率为90.0%,说明复合材料具有较优异的循环稳定性。     

CoO/石墨烯的制备及电化学性能研究

实验采用简单的水热法制备Co(OH)_2,将Co(OH)_2/氧化石墨烯逐层沉积在铜片上,在水平管式炉中热解得到CoO/石墨烯/Cu杂化电极。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对材料形貌进行表征,XRD结果表明CoO结构是典型的立方体结构;SEM结果表明,CoO均匀分布在石墨烯表面。将2片电极对扣组成超级电容,使用循环伏安法以及恒流充放电法对其电化学性能进行测试,电化学性能研究结果表明,电容的比容量达到125.2 F/g;循环充放电3 000次后,电容量保持在原始电容量的93%以上,具有良好的电化学稳定性。     

Co(OH)_2的电化学性能研究

合成了结晶程度较高的Co(OH)2,并对其电化学性能进行了研究。充放电实验表明:Co(OH)2具有一定的放电比容量:98.4mAh/g,多次充放电实验表明它的容量较为稳定。循环伏安实验表明:氢氧化钴电极具有一定的可逆性。X射线衍射实验结果说明:电极反应是在CoOOH和Co(OH)2之间进行的。通过对氢氧化钴的电化学性能研究,能进一步了解Co(OH)2作为添加剂的作用机理。     

超级电容器复合电极材料Ni(OH)_2/GO的制备及其电化学性能研究

采用液相共沉淀法制备氢氧化镍/石墨烯(Ni(OH)2/GO)复合材料,通过电池测试系统检测对比Ni(OH)2与GO复合前后材料的电化学性能。测试结果表明,将Ni(OH)2与GO进行复合之后,复合材料的比电容达到141.3F·g-1,循环100次后容量保持率为94.6%,较单一的Ni(OH)2有较大的提高。     

柔性Yb(OH)3@Ni(OH)2/CC纳米复合电极材料的制备及性能研究

以柔性碳纤维(CC)作为基底材料,分别采用化学镀镍、电化学氧化和电化学沉积的方法制备出Yb(OH)₃复合Ni(OH)₂碳纤维纳米电极材料(Yb(OH)₃@Ni(OH)₂/CC)。以X射线衍射仪(XRD)测试材料的结构和组成成分;利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对材料的微观形貌进行表征;利用线性循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)、恒流充放电法(GCD)对材料的电化学性能进行测试研究。实验结果表明,当电流密度为10mA/cm²时,该复合材料的面积比电容高达1216mF/cm²;循环充放电1000次后的容量保持率为90%,比Ni(OH)₂/CC材料的容量保持率提高14%。     

纳米α-Ni(OH)_2膜的合成及其超级电容性质研究

采用化学沉淀法在室温下合成了一种α-Ni(OH)_2纳米薄膜,探讨了合成温度及表面活性剂的影响。采用XRD、SEM、TEM和BET对材料进行表征。结果表明,合成温度及表面活性剂的种类对产物组成和形貌有较大影响,室温下,样品为厚度约2 nm的薄膜,带有较多的褶皱,比表面积206.8 m²/g;50℃下合成的产物表面褶皱开始消失,且不均匀,有颗粒状物质生成,80℃下的产物褶皱状结构消失,主要为团聚在一起的颗粒组成。同时,将α-Ni(OH)_2纳米膜制成单电极,循环伏安和恒电流充放电测试表明,α-Ni(OH)_2纳米膜具有较好的电化学性质,当充放电电流密度为1 A/g时,电极材料的比容量达到539.6 F/g。     

纳米β-Ni(OH)_2的制备及其储锂性能

以Ni(NO3)2·6H2O和NaOH为原料采用化学沉淀法制备了Ni(OH)2电极材料。采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征了样品的微观结构,结果表明该样品是具有片状纳米次级结构的β-Ni(OH)2。采用循环伏安(CV)和电化学充放电测试研究了该β-Ni(OH)2样品的储锂性能,结果发现该样品作为锂离子电池负极材料具有非常高的储锂活性,在50 m A·g-1电流密度下其第3次循环放电比容量高于1550m A·h·g-1;样品电极中的碳含量对其循环性能和倍率性都有显著影响,通过交流阻抗(EIS)测试分析了样品电极中碳含量的作用机理。     

纳米α-Ni(OH)_2膜的合成及其超级电容性质研究

采用化学沉淀法在室温下合成了一种α-Ni(OH)_2纳米薄膜,探讨了合成温度及表面活性剂的影响。采用XRD、SEM、TEM和BET对材料进行表征。结果表明,合成温度及表面活性剂的种类对产物组成和形貌有较大影响,室温下,样品为厚度约2 nm的薄膜,带有较多的褶皱,比表面积206.8 m~2/g;50℃下合成的产物表面褶皱开始消失,且不均匀,有颗粒状物质生成,80℃下的产物褶皱状结构消失,主要为团聚在一起的颗粒组成。同时,将α-Ni(OH)_2纳米膜制成单电极,循环伏安和恒电流充放电测试表明,α-Ni(OH)_2纳米膜具有较好的电化学性质,当充放电电流密度为1 A/g时,电极材料的比容量达到539.6 F/g。     

纳米b-Ni(OH)2的制备及其储锂性能

以Ni(NO₃)₂·6H₂O和NaOH为原料采用化学沉淀法制备了Ni(OH)₂电极材料。采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征了样品的微观结构,结果表明该样品是具有片状纳米次级结构的β-Ni(OH)₂。采用循环伏安(CV)和电化学充放电测试研究了该β-Ni(OH)₂样品的储锂性能,结果发现该样品作为锂离子电池负极材料具有非常高的储锂活性,在50 mA·g^-1电流密度下其第3次循环放电比容量高于1550 mA·h·g^-1;样品电极中的碳含量对其循环性能和倍率性都有显著影响,通过交流阻抗(EIS)测试分析了样品电极中碳含量的作用机理。     

稀土Nd~(3+)与Cu~(2+)掺杂非晶态纳米Ni(OH)_2材料的电化学性能

晶态氢氧化镍[Ni(OH)2]在碱性电解液中易发生相变,影响其电化学性能。文中采用微乳液快速冷冻共沉淀法制备Nd3+和Cu2+复合掺杂非晶态纳米Ni(OH)2粉体材料,并对其结构形貌及物理特性进行表征分析。结果表明,制备出的非晶态Ni(OH)2样品材料,微结构含有较多结晶水,物相近似球形,粒径大小在20—30nm。对样品电极材料的电化学性能测试发现,掺杂Nd3+和Cu2+的摩尔比为2∶1时,所制备的样品材料合成镍电极,并组装成MH-Ni模拟电池,在恒电流80mA/g下充电6h,40mA/g放电,终止电压为1.0V的充放电条件下,放电比容量高达348.0mA.h/g,放电中值电压为1.2723V,同时样品电极材料的氧化还原可逆性较好,电极过程的电化学阻抗较小。电化学性能优于目前MH-Ni生产应用的晶态β-Ni(OH)2电极材料。     

纳米α-Ni(OH)_2的电沉积制备及其嵌锂性能研究

以Ni(NO3)2水溶液为电解液,通过电沉积法在泡沫镍基体上原位生长了Ni(OH)2薄膜。采用X-射线衍射、傅里叶变换红外光谱、热重分析和场发射扫描电子显微镜对样品的微观结构进行了分析,发现该样品是具有片状纳米次级结构的α-Ni(OH)2,其内部含有一定量的结晶水和层间阴离子;采用循环伏安、交流阻抗和充放电测试研究了样品的嵌锂性能,结果表明该样品具有很高的嵌锂活性和良好的倍率性能,在50 m A/g充放电电流密度下样品的首次放电比容量为1 435 m Ah/g,第二圈放电比容量为970 m Ah/g,即使是在1 000 m A/g的高电流密度下样品仍具有281.9 m Ah/g的放电比容量。     

Co(CO3)0.35Cl0.20(OH)1.10纳米线的制备 及其超级电容器性能

通过简便的一步水热法成功制备出了Co(CO_3)_(0. 35)Cl_(0. 20)(OH)_(1.10)(Cobalt chloride carbonate hydroxide,CCCH)纳米线,并采用XRD、SEM等表征了CCCH的结构和形貌,其平均直径约为200 nm,长度大约为5μm。测定了CCCH纳米线电极的超级电容器性能,在1 A/g时,其比容量达到1536 F/g,即使在32 A/g的高电流密度下,比电容也能达到741 F/g。结果表明制得的CCCH纳米线具有良好的电化学性能,是一种有潜力的超级电容器电极材料。     

氢氧化镍/活性碳纤维复合电极材料制备及性能研究

采用六水合硝酸镍为镍源,通过一步水热法制备了Ni(OH)_2/活性碳纤维(ACF)复合材料,并对材料的结构和电化学性能进行研究。结果表明:Ni(OH)_2主要以纳米片结构生长在ACF表面,当金属离子Ni~(2+)浓度为10 mmol/L时,纳米片在ACF表面形貌规整、分散均匀,厚度约为20 nm,且纳米片之间具有丰富的孔隙结构;复合材料其相对ACF(1043 m~2/g)具有更高的比表面积,达到了1352 m~2/g;电化学性能测试表明:复合材料在电流密度0.5 A/g时的比电容高达905 F/g,在电流密度5 A/g时的比电容仍有630 F/g,通过循环充放电1000次,其比电容保持率仍有85.7%,表明复合材料具有较好的倍率性和循环稳定性。     

La掺杂Al代α-Ni(OH)_2电极材料的性能

采用尿素均相沉淀法制备了La掺杂Al代α-Ni(OH)2粉体材料,表征了其微观结构和形貌,并测试了样品作为MH-Ni电池正极活性材料的电化学性能.结果表明,制备的样品颗粒呈类球形,与Al代α-Ni(OH)2相比,结晶度增强,具有更大的晶格层间距,电极反应具有更好的可逆性和较小的电化学阻抗,在0.1C下放电比容量达403.04mA·h/g,放电中值电压较高并稳定于1.29V,1C下放电比容量达343.47mA·h/g,充放电循环50次容量保持率为90.31%,显示了良好的较大倍率放电性能.     

电化学法制备石墨烯/镍钴氧化物复合薄膜电极及其性能

用电化学法控电位制备石墨烯/Co₂O₃-NiO薄膜电极,通过XRD、Raman、SEM、TEM等仪器对所制备的薄膜进行表征。复合材料中Ni和Co主要以NiO和Co₂O₃的形式负载于石墨烯的表面,直径在50~200 nm之间。循环伏安测试结果表明,石墨烯/Co₂O₃-NiO复合材料性能较纯石墨烯材料明显提升。恒电流充放电测试表明,石墨烯/Co₂O₃-NiO复合材料具有高比电容,在2 A/g的电流密度下,复合材料的比电容最高达到503 F/g,循环500次后比电容保持率为91%。     

Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)_2的电极材料及性能

采用快速冷冻沉淀法首次成功制备出Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)2粉体材料。通过XRD、SAED、SEM、IR、Raman光谱及DSC-TG等对样品粉体的结构形态进行表征和分析,同时将样品合成电极材料并组装成MH/Ni模拟电池进行电化学性能测试,结果表明,样品材料内部结构缺陷多、无序性强、材料微粒大小比较均匀,并具有较好的分散性,结合水含量较多。将复合掺杂Fe(Ⅲ)5%和Al(Ⅲ)8%的样品材料制备镍正极并组装成MH/Ni模拟电池,在以80 mA·g-1恒流充电5.5 h,40 mA·g-1恒流放电,终止电压1.0 V的充放电制度下,进行充放电性能、比容量及其循环性能等电化学性能的测试,放电平台平稳,工作电压高达1.30 V,放电比容量达到357.6 mAh·g-1,且在电极过程中材料的稳定性增强、电化学阻抗较小,循环可逆性较好。