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。     

泡沫镍支撑的锌钴氧化物电极的制备及其超电容性能

针对目前超级电容器在大电流密度下循环性能不够优异的问题,采用无模板自然生长法制备了泡沫镍支撑的锌钴氧化物纳米簇阵列电极,使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对材料表面形貌进行表征,利用X射线衍射仪对材料的结构进行探究。通过循环伏安法、恒电流充放电测试、电化学阻抗测定等一系列电化学表征手段表征了所制备材料的超电容性能。结果表明,锌钴氧化物的形貌为纳米线(直径为100~200nm)聚集而成的纳米簇,交错地在泡沫镍骨架上生长。电极在0.5A/g电流密度下的比电容高达1 592F/g。经过10 000次循环后质量比电容仍有101.7%的保持率。根据电化学阻抗谱的测试结果,其电荷传递电阻仅为0.25Ω,显示出所制备材料良好的电化学性能。     

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.     

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。     

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。     

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.     

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。     

铝合金阳极氧化工艺对氧化膜层性能的影响

采用电化学阳极氧化工艺,在酸性电解液中精确控制工艺参数,在铝合金表面有序制备纳米级有序多孔氧化铝膜,并在特定的溶液中将多孔膜层剥离分析其结构特性：。结合扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）对多孔氧化铝薄膜进行观察和表征。实验结果表明：多孔阳极氧化铝膜层的结构特性受不同工艺参数的影响：一定工艺条件下草酸体系中制备的多孔膜孔径与氧化电压呈反比;适当比例的磷酸和草酸的混合酸制备的多孔膜性能较佳;磷酸体系下提高电解液浓度膜孔有序度降低,升高电解液温度不利于膜层质量;两步阳极氧化法制备的多孔氧化铝模板的有序性显著优于一步氧化法。通过分析,得出电解液体系是影响膜层性能的主导因素,从而决定了经氧化后铝合金的耐腐蚀性及装饰性能。     

甘蔗渣制备的多孔碳材料的储锂性能研究

针对商业化石墨的理论容量及其他碳基材料昂贵的制备成本等问题,需要寻找1种低成本的新型碳材料。以甘蔗渣为碳源,采用水热碱活化的方法制备多孔活性炭材料,并与传统活化方法制备的活性炭作对比。通过XRD、SEM、BET及电化学性能测试对多孔活性炭材料的性能进行表征。研究结果表明:作为锂离子电池负极材料,水热活性炭(HAC)表现出比传统方法制备的活性炭(TAC)更高的比容量及更好的循环性能(100次循环后仍保持371.3mAh/g的比容量),其主要原因在于HAC独特的分层多孔结构和高比表面积。