原位法制备NiCo2O4/泡沫镍复合电极材料

以纳米镍钴氧化物为研究对象,采用均相共沉淀的方法原位制备出纳米NiCo2O4/泡沫镍的复合电极,探讨了不同镍、钴母盐,不同反应温度及不同反应物离子浓度比对NiCo2 O4的电化学性能的影响.结果表明:硫酸盐做母盐,反应温度为120℃,原料配比(n(Ni2+)+n(Co2+):n(CO(NH2)2)=1:20的条件下制备的NiCo2 O4样品电容性测试效果最好.在循环伏安曲线测试中,扫描速率5mV/s时比电容为703.125F/g,增大扫描速率到50mV/s时比电容为671.875F/g,比电容损失率为4.44％.溶液内阻为0.15Ω,电荷传递电阻为0.65Ω.     

原位法制备NiCo2O4/泡沫镍复合电极材料

以纳米镍钴氧化物为研究对象,采用均相共沉淀的方法原位制备出纳米NiCo2O4/泡沫镍的复合电极,探讨了不同镍、钴母盐,不同反应温度及不同反应物离子浓度比对NiCo2 O4的电化学性能的影响.结果表明:硫酸盐做母盐,反应温度为120℃,原料配比(n(Ni2+)+n(Co2+):n(CO(NH2)2)=1:20的条件下制备的NiCo2 O4样品电容性测试效果最好.在循环伏安曲线测试中,扫描速率5mV/s时比电容为703.125F/g,增大扫描速率到50mV/s时比电容为671.875F/g,比电容损失率为4.44％.溶液内阻为0.15Ω,电荷传递电阻为0.65Ω.     

多孔镍基复合膜电极的制备与电化学电容性能

为了改善氢氧化镍低的电子电导率,提高其电化学电容性能,制备了多孔镍基复合膜电极。以镍箔为基体,采用恒电位沉积法得到了Ni-Zn合金镀层,通过脱合金化法制备了多孔镍膜。对多孔镍膜进行阳极氧化处理,得到多孔镍基复合膜电极。采用循环伏安法和恒流充放电技术研究了热处理温度对多孔镍基复合膜电极电化学性能的影响。结果表明:合金层的热处理温度可以有效地影响多孔镍基复合膜电极的电化学电容性能。经300℃热处理后的复合膜电极在10A/g的电流密度下循环1 000次后,其比电容为629F/g,电容保持率为96%。     

二氧化锰/活性炭复合材料的制备及其电化学性能研究

本文以KMnO4为锰源,采用水热法在同一体系中通过控制KMnO4与活性炭的质量,制备了质量比不同的δ-MnO2∕活性炭复合电极材料。通过高分辨扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对其微观形貌和晶体结构进行了表征分析;将所得到的复合型电极材料制备成电极片,并组装成夹心式对称型超级电容器,采用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)等方法在两电极体系下对其进行电化学性能测试。结果表明:当δ-MnO2和活性炭的质量比为2∶1时,所得到的复合材料的电化学性能最好,其质量比电容可达251.92 F/g。     

碳纳米纤维负载氧化镍复合材料的制备及其电化学电容性能

为改善NiO的导电性及比表面积,进而提高其比电容,利用静电纺丝技术及水热合成法,制备了以碳纳米纤维(carbon nanofiber,CNF)为核、超薄的NiO纳米片为壳的CNF@NiO复合材料。实验研究了纺丝电压及尿素加入量对材料形貌的影响,并采用循环伏安、恒流充放电法对材料的电化学性能进行测试。结果表明:当纺丝电压为12kV及Ni(NO_3)_2·6H_2O/尿素的比例为1/3时,可以得到形貌良好的CNF@NiO复合材料;当电流密度为0.5A/g时,CNF@NiO复合材料的比电容为305F/g。对比其他NiO基材料,说明通过构建以电导率优良的CNF为核、NiO纳米片为壳的复合材料能有效提高NiO的比电容。     

Mn_2O_3/CRF复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

通过采用沉淀法在碳气凝胶表面负载金属氧化物三氧化二锰,制备得到Mn_2O_3/CRF复合材料。采用X射线衍射及电镜扫描等技术对所制备的复合材料进行结构形貌表征。实验结果发现碳气凝胶具有多重片层结构且孔隙发达。通过调节锰盐的含量考察三氧化二锰负载量对复合材料电化学性能的影响作用。采用循环伏安法及充放电测试对材料的电化学性能进行测试,结果表明Mn_2O_3/CRF复合材料具有良好的电容性及较好的可逆性。当Mn_2O_3含量达15%时复合材料的比电容最大,可达118.5 F/g。通过充放电测试1000次后发现该电极的比电容依然能够保持在一稳定值上,具有较好的稳定性。     

B/P/N/O共掺杂碳纳米纤维的制备及其超级电容器性能研究

采用含有功能分子硼酸和磷酸的聚丙烯腈溶液,经过简单的高压静电纺丝和一步碳化/活化工艺制备硼/磷/氮/氧(B/P/N/O)共掺杂碳纳米纤维,用作超级电容器电极材料。重点考察了不同硼酸/磷酸比例对电极材料及其超级电容器电化学性能的影响。电化学测试结果表明,BPNOCNF-3∶2拥有最高的比电容值为299 F/g(1 A/g),且在1～30 A/g的电流密度下,电容保持率达到72%。XPS测试结果表明:BPNOCNF-3∶2的异原子含量为24.84 at%。此外,组装的对称型超级电容器同样展示了良好的电容性能。制备的B/P/N/O共掺杂碳纳米纤维在超级电容器上具有很好的应用前景。     

TiO_2纳米片/石墨烯复合电极材料的制备及其超级电容器性能

以无定形TiO_2粉体为前驱体,利用水热反应制得TiO_2纳米片,后与氧化石墨复合并还原得到TiO_2纳米片/石墨烯(rGO)复合电极材料。利用X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其形貌和结构进行表征。结果表明,TiO_2纳米片是由粒子聚集而成,在复合材料中,TiO_2纳米片进入到了石墨烯片层之间,增加了复合材料的比表面积。循环伏安(CV)、恒电流放电(CP)和循环寿命测试表明,TiO_2/rGO纳米复合电极材料在三电极体系中,电流密度为1A·g~(-1)时,比电容高达240.9 F·g~(-1)。2 000次循环后仍保持初始电容68%,表现出优秀的超级电容器电极材料性能。     

多孔氧化镍膜的制备及其赝电容性能

为了进一步提高氧化镍的赝电容性能,制备了多孔氧化镍膜。采用合金-去合金法,通过电沉积锌、热处理、碱液除锌等步骤,分别在光亮镍基体和泡沫镍基体表面制备多孔氧化镍膜,研究了热处理温度对多孔氧化镍膜形貌和电化学性能的影响。实验结果表明,可以通过改变热处理温度来调控多孔氧化镍膜的孔径大小和孔密度分布。350℃热处理条件下制得的多孔氧化镍膜孔径较大,且孔分布均匀;与在其他热处理温度制得的样品相比,350℃热处理条件下制得的多孔氧化镍膜具有较大的比容量、较好的速率性能和较高的电化学循环稳定性。     

α-MnO2/石墨烯纳米复合物的合成及其电化学性能研究

通过回流原位复合方法制备了α-MnO2/石墨烯纳米复合物.通过X-射线衍射(XRD)和热重方法分别对样品进行晶体结构分析和石墨烯含量的计算.采用恒流充放电和交流阻抗法研究石墨烯的添加对α-MnO2负极材料电化学性能的影响,结果表明,在本实验条件下,添加13.5％石墨烯的纳米复合物具有最优的电化学性能,在电流密度为50 mA/g时,循环15周之后,充放电容量分别比纯α-MnO2提高了94mAh/g和117mAh/g.随着石墨烯添加量的增加,复合电极的电荷转移电阻减小,交换电流密度增加,有利于电化学反应的进行.