纳米级β-Ni(OH)2电极材料的制备

采用均相沉淀法使ＮｉＣｌ_2溶液与沉淀剂ＮａＯＨ反应,制备出纳米级Ｎｉ（ＯＨ）_2超微粉末。用ＸＲＤ检测,证实其为电极用β－Ｎｉ（ＯＨ）_2,用ＴＥＭ对样品进行形貌分析,结果表明,所得产物为不规则的颗粒状的纳米晶,粒径为 ２０～４０ ｎｍ。研究还初步探讨了沉淀剂浓度、反应温度、配合剂用量等实验参数对纳米粉组成和结构的影响。并应用正交实验法,对工艺条件进行了优化。将制备出的纳米级Ｎｉ（ＯＨ）_２按一定比例掺入普通的球型微米级Ｎｉ（ＯＨ）_２中,充放电测试结果表明,比容量可增加约１０％。     

化学沉淀法制备纳米Ni(OH)2电极材料及其工艺参数的优化设计

通过化学沉淀法成功制备了纳米复合氢氧化镍粉体，测得纳米复合氢氧化镍粉体的振实密度低于球镍粉体，但其压实密度明显高于后者；相应镍电极的密度也超过常规球镍电极．实验得出了制备纳米氢氧化镍粉体的温度、氨水浓度与pH值的最佳参数．最终制备出的纳米复合电极材料的压实密度与质量电化学容量两项指标均比常规球镍高15％以上．     

化学沉淀法制备纳米Ni(OH)_2电极材料及其工艺参数的优化设计

通过化学沉淀法成功制备了纳米复合氢氧化镍粉体,测得纳米复合氢氧化镍粉体的振实密度低于球镍粉体,但其压实密度明显高于后者;相应镍电极的密度也超过常规球镍电极。实验得出了制备纳米氢氧化镍粉体的温度、氨水浓度与pH值的最佳参数。最终制备出的纳米复合电极材料的压实密度与质量电化学容量两项指标均比常规球镍高15％以上。     

碳掺杂MnSn(OH)6纳米立方电极材料的制备及其在超级电容器中的电化学性能

多壳层中空介孔结构由于比表面积大、结构稳定性好、离子传输路径短等优点被广泛应用于各类高性能电极材料,然而双金属氢氧化物多孔多壳结构在结构稳定性和电导率方面仍存在研究上的不足.通过MnSn(OH)6化学反应的自生长以及在碱性介质中的动态刻蚀,合成了尺寸均匀的MnSn(OH)6介孔单晶纳米结构,又通过静电组装在纳米立方体外...     

氧化钌/碳纳米管/石墨烯复合电极材料的制备和电化学性能

用水热反应法分别合成了氧化钌(Ru O_2)、多壁碳纳米管(MWCNT)、还原氧化石墨烯(r GO)的二元及三元复合材料,再以此类复合材料制作了电极。采用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等方法研究了其电化学性能,用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行了表征。结果表明:三元复合材料能明显提高电极的比容量(562 F/g)和导电性,高于二元复合材料比容量。其中采用层层组装工艺制备的复合电极,比容量达到906 F/g,内阻0.298?。     

纳米β-Ni(OH)2与球型Ni(OH)2的热性能比较研究

用配位沉淀法合成出纳米级Ni（OH）2，并对其进行XRD，TEM，DSC分析，分析结果表明，所得纳米β-Ni（OH）2为可用作电极材料的β-Ni（OH）2，粒径为30－40nm，且热分解温度比普通球镍低10℃左右，摩尔分解热比普通球镍低4－7kJ，从理论上分析了产生此现象的原因。     

纳米非晶态Ni(OH)_2电极材料的稀土掺杂改性研究

为了提高镍基二次电池正极材料的电化学性能,采用微乳液快速冷冻沉淀法制备出稀土Ce掺杂纳米级非晶态氢氧化镍粉体材料.采用Raman,XRD,SEM和TEM对其结构形态进行了表征分析,采用交流阻抗谱(EIS)和充放电性能对其电化学性能进行了测试.结果发现,掺入适量的Ce可以进一步增强纳米非晶态氢氧化镍的无序性并且使颗粒细化,进而使其电化学反应的电荷转移电阻降低,电化学活性明显增强.样品作为MH-Ni电池正极材料以0.2 C充放电,终止电压为1.0 V,当掺杂Ce的质量分数为4%时,其放电比容量达到336.7 mAh/g,这明显高于晶态β-氢氧化镍电极材料289 mAh/g的理论容量,说明纳米非晶态氢氧化镍作为高活性电极材料具有很好的应用前景.     

Au-TiO2纳米复合膜电极的光电化学性能及其表面形貌

应用绿色激光研究了Au-TiO2纳米复合膜电极的光电化学行为,发现Au-TiO2复合膜电极在Na2SO4溶液中对532 nm的可见光表现出良好的阳极光电流响应,光电流随电极电位的增加而增大.可见光激发下产生光电流的主要原因在于金粒子的表面等离子体共振吸收.SEM的观测实验表明电极表面存在纳米孔洞,这些纳米孔洞是金基底在煅烧过程中产生的.     

基于SWCNT复合硫化镍/氮化镍电极材料的制备及其电化学性能

以单壁碳纳米管(SWCNT)为碳源,氯化镍为金属源,硫脲为氮源和硫源,通过水热和高温热解方法制备N,S-Ni@S@C复合材料,并对复合材料进行物理表征和电化学性能测试。结果表明,SWCNT与硫化镍、氮化镍复合的结构不仅能提高电极材料的电导率,还能提供更多的活性位点供电解质离子插入或脱出,从而显著提高电化学性能。在三电极体系下,N,S-Ni@S@C复合材料具有较高的电压窗口(1.5 V)和优异的充放电能力,在电流密度为1 A·g^-1下,N,S-Ni@S@C的比电容可达162.45 F·g^-1。其比电容与SWCNT相比提高了2.61倍,与SWCNT和氯化镍复合材料(C@Ni)相比提高了19倍,与SWCNT和硫脲复合材料(C@S@N)相比提高了16倍。此外,以N,S-Ni@S@C复合材料为正极,商业活性炭(YP50F)为负极,组装得到非对称型超级电容器(N,S-Ni@S@C//AC)。该非对称型超级电容器在功率密度为818.78 W·kg^-1时,其能量密度可达41.03 W·h·kg^-1,在电流密度为1....     

Zn~(2+)和PO_4~(3-)复合掺杂α-Ni(OH)_2的结构及电化学性能

采用化学反应共沉淀法制备出Zn2+和PO43-阴阳离子复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体材料.通过对其微结构表征和电化学性能的测试分析结果表明,随着阳离子Zn2+含量相对增加,阴离子PO43-含量相对减少,晶胞参数α和C逐渐增大,当把掺入Zn2+,PO43-的摩尔百分比为23.4%,5.21%时的α-Ni(OH)2样品作为MH-Ni电池的正极活性材料时,电化学阻抗和扩散电阻较小,电池在以80 mA/g恒电流充电5 h,40 mA/g恒电流放电,终止电压为1.0 V的充放电制度下,具有1.34 V较高的放电中值电压,放电比容量为335.31 mA·h·g-1,而且在强碱溶液中稳定存在,30次充放电循环后没有相变化,放电比容量保持率为94%.     

TiO_2/SrTiO_3薄膜电极制备及其光电化学性能研究

采用商用P25TiO2为原料制备纳米多孔TiO2电极,用水热法在多孔TiO2表面包覆SrTiO3。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及紫外-可见光谱仪对TiO2/SrTiO3薄膜电极进行表征。探讨了水热反应温度对TiO2/SrTiO3薄膜电极组装染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电化学性能影响。结果表明:在纳米多孔TiO2电极表面生成了均匀的SrTiO3包覆层,且SrTiO3包覆的样品吸收边有红移;与TiO2薄膜电极相比,不同水热反应温度下制备的TiO2/SrTiO3薄膜电极组装DSSC的光电转换效率均有所提高,180℃时全光转换效率提高了24%。     

钴酸锰/泡沫镍复合电极材料的制备及其电化学性能研究

利用两步法成功制备出两种MnCo_2O_4纳米等级结构材料,研究了其电化学性能。结果证实得到的纳米片为MnCo_2O_4纳米等级结构,并均匀生长在泡沫镍基底上,电化学性质测试表明,这种纳米片/泡沫镍复合电极表现出优异的电化学性质。这种优异的性质与介孔的Mn Co2O4纳米片这一新颖的结构有密切的关系,5 A/g时的比电容值高达475 F/g。MnCo_2O_4/泡沫镍复合材料是一种非常有潜力的超级电容电极材料,MnCo_2O_4纳米材料结构和形貌对超级电容器电极材料的电化学性质有较大的影响。     

超级电容器电极材料VS4@PPy的制备及其电化学性能

探索具有优异电化学性能的电极材料是推进超级电容器发展的关键,设计优化过渡金属硫化物并研究其电化学性能对超级电容器的发展和应用至关重要.具有多种不同形貌的VS4正是研究重点之一.采用简单的一步水热法制备了花状VS4纳米材料,通过原位氧化聚合法在VS4上包覆聚吡咯(PPy),得到VS4@PPy纳米复合材料.PPy出色的导电...     

Li_3V_2(PO_4)_3/C复合正极材料的合成及电化学性能

通过碳热还原法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3,研究了球磨和碳含量对Li3V2(PO4)3的合成和电化学性能的影响.利用XRD、SEM和电化学测试对Li3V2(PO4)3进行研究表明,经过球磨合成的样品XRD晶面衍射峰的强度增强,样品颗粒均匀细化;样品中随着碳含量的增加,其XRD晶面衍射峰的强度减弱,样品颗粒趋于细化;经过球磨4 h,且原料中碳过量30%合成的Li3V2(PO4)3样品的首次放电容量为117 mAh/g,常温下循环30次后容量为105 mAh/g,在55℃高温下循环30次后容量103 mAh/g.     

研究成功制备两种复合电极材料

中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室在石墨烯（Graphene）基超级电容器电极材料研制方面取得系列进展。     

Ca10(PO4)6(OH)2纳米粉体的制备及TEM分析

采用化学沉淀法合成纳米羟基磷灰石粉体,考察了工艺参数一反应物浓度和反应温度对纳米粉体的粒度和结晶度的影响。用等离子发射光谱、红外光谱、X射线衍射和透射电镜等实验手段对粉体的粒度和表面形貌进行了表征。结果表明：反应温度是影响纳米颗粒粒度和结晶度的主要因素,通过控制反应温度可以得到不同粒度的纳米颗粒。37℃下合成的纳米颗粒尺寸接近人体骨的纳米结晶(30～40nm),75℃下合成的纳米颗粒尺寸接近牙釉质的纳米结晶(150～170nm)。醇洗可以有效地改善沉淀法合成的纳米羟基磷灰石粉体的分散性。     

α-Ni(OH)2/石墨烯纳米复合材料的制备及其电容性能研究

近年来,石墨烯复合材料作为理想基底用于电极材料的生长,在电化学的许多领域都得到了广泛的应用。以石墨烯和六水合硝酸镍为原料,用NaBH_4作为还原剂,在90℃低温条件下制备合成了具有纳米尺寸的α-Ni(OH)_2/石墨烯复合材料。研究了石墨烯与α-Ni(OH)_2的质量比不同时复合材料的电化学性能。结果表明:当质量比为5∶5时,复合材料显示了最佳的电化学性能:在0～0.47 V的电位窗口,0.2 A/g的电流密度下,比容量高达1280 F/g;2 A/g的电流密度下循环充放电测试2000次后,比容量仍然保持88%。因此,该复合材料作为一种理想的复合电极材料,可被应用到能量转化/储存系统中。     

V2O5复合电极材料的制备与表征

将sol-gel法与水热法相结合制备了RuO2掺杂的V2O5干凝胶复合材料,ζ(Ru∶V)为1.99%。结构和性能分析结果表明,复合材料主要由V、O、Ru组成;V2O5粒子连接形成薄片,薄片堆积而形成层状结构的干凝胶;RuO2未形成晶态结构,弥散分布在层状结构的间隙处;RuO2的掺杂,导致V2O5晶格畸变。循环伏安法分析表明复合材料具有典型的超级电容行为,其比电容约为20.3F/g,可作为超级电容器的电极材料。     

泡沫镍基体用电化学浸渍方法制作的NiOOH／Ni（OH）2电极的研究

研究了泡沫镍基体在电化学浸渍时的各种影响因素和电化学浸渍效率，对制作好的ＮｉＯＯｈ／Ｎｉ（ＯＨ）２电极的初期活性，充卵电性能，快速充电性能和荷电保持性能作了大量实验和理论分析。