论文部分内容阅读
目前,超级电容器作为一种新型清洁能源存储设备,因使用该设备可以有效缓解能源危机,所以制备高效储能的超级电容器成为研究人员的目标。在日常应用中,超级电容器已经在众多领域中均实施应用。而电极材料是决定电容器性能的重要因素,所以制备电极材料对于超级电容器的发展是十分有意义的。电极材料的中的一种过渡金属氧化物由于其物种广泛、资源丰富、成本低廉等优势引起许多实验室争相研究。但是,大多数过渡金属氧化物在充电/放电过程中会产生体积膨胀或收缩现象,从而导致使用寿命下降。因此,设计和制备具有高活性、大比表面积或多组分的复合电极材料是高性能超级电容器的基本前提。氧化镍(NiO),在众多金属氧化物中脱颖而出,其原因为其具有高的理论容量,储量丰富,实惠环保等一系列过人之处,在新能源储能系统领域得到广泛关注。本文以NiO纳米电极材料为研究对象,研究合成NiO及其复合物的合成条件与产物形貌、结构和电化学性能之间的内在联系。主要内容如下:通过简单的水热途径制备NiO纳米立方体。合成后的产品由于其独特的结构,所得产物作为电极材料显示出优于以前材料的电化学性能。具体表现为在1 mA cm-2的电流密度下可以实现1012 mF cm-2的比电容。同时,组装后的器件显示出良好的循环性能,在10000次循环后,电容器的保持率为85.3%,这表明所制备的产物可以用作有效的能量存储装置。电极材料的电化学性能严重取决于其导电性和形状结构。在上一步工作的基础上,这次通过简单的水热路线和硫化过程合成了NiO/NixSy微球。为了检测是否有商业用途将所获得的NiO/NixSy微球产品用作超级电容器正极电极材料。NiO/NixSy在1 A g-1时提供了1529.3F g-1的电容。组装了使用Ni O/NixSy作为正极的不对称电容器,该复合材料电容器可保持85.23%(10,000个循环)的电容保持率。NiO/NixSy微球电极优异的电化学性能可以归功于硫元素的成功添加以及NiO和NixSy结构之间的协同作用。表明该产品有潜力用于新兴储能设备的电极材料。通过水热合成和电沉积法,首先在泡沫镍表面合成了一层NiO纳米线。将合成产物作为前驱体在其表面复合一层MnO2纳米片形成NiO/MnO2纳米棒结构,最后在沉积一层聚吡咯(PPy)。然后再用最终NiO/MnO2/PPy产物组装成电容器。测试得到两种金属氧化物复合并成功沉积PPy有优异的电容,在10000次物理循环后容量保持率为88.2%。