新型超級(jí)電容器電容材料的制備及電性能研究.pdf

1、電化學(xué)電容器，也稱超級(jí)電容器，具有功率密度高、可逆性好、工作溫度范圍寬、可快速充放電而且循環(huán)壽命長(zhǎng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種介于電池和傳統(tǒng)電容器之間的新型儲(chǔ)能裝置，近年來得到人們的廣泛研究。對(duì)于超級(jí)電容器來說，電極材料的選擇是關(guān)鍵，理想的電極材料對(duì)超級(jí)電容器的性能起決定性作用。近些年，人們不斷地尋求適宜做超級(jí)電容器的電極材料，并取得了一定的研究成果。本文通過化學(xué)共沉淀法和固相法分別合成出了NiCO2O4/C，NaCO2O4，Na0.7

2、1Co0.96O2三種用于超級(jí)電容器的新型電極材料；采用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征；采用恒電流充放電和循環(huán)伏安(CV)等方法對(duì)材料的電化學(xué)性能進(jìn)行了全面測(cè)試和研究。其主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　(1)通過化學(xué)共沉淀法合成了納米級(jí)NiCO2O4/C復(fù)合材料，比較了在不同合成條件下所得樣品的物理特性和電化學(xué)性能，得出了最佳合成條件。本實(shí)驗(yàn)合成的NiCo2O4/C復(fù)合材料粒徑大小為30-40

3、nm，顆粒呈球形形貌且分布均勻。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明：在6 mol/LKOH水系電解液中，0-0.9 V的電位范圍內(nèi)，NiCo2O4/C電極材料具有良好的電化學(xué)可逆性和優(yōu)異的超級(jí)電容特征，比容量可高達(dá)290.49 F/g，并且具有優(yōu)良的循環(huán)性能，1000個(gè)周期以后容量只有5％的輕微的電容損失，庫侖效率除了首次循環(huán)外基本保持在100％。此外，此復(fù)合材料還擁有比純相NiCO2O4材料更為寬泛的電位范圍。
　　(2)以自制的Co3O4和無

4、水Na2CO3為原料，采用高溫固相法合成了用作超級(jí)電容器的電極材料NaCo2O4，該材料樣品屬于P6322空間群，為六方層狀結(jié)構(gòu)，其顆粒由厚度50-150 nm的薄板晶粒疊加而呈板塊狀形貌。電化學(xué)研究表明：在NaOH水系電解液中，0.15-0.65 V的電位范圍內(nèi)，NaCo2O4電極材料具有良好的電化學(xué)可逆性和優(yōu)異的超級(jí)電容特征，比容量可高達(dá)337 F/g，并且具有優(yōu)良的循環(huán)性能。
　　(3)通過固相法合成出電極材料Na0.71C