镍钴双金属氢氧化物自支撑电极的制备及电化学性能研究

《镍钴双金属氢氧化物自支撑电极的制备及电化学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、镍钴双金属氢氧化物自支撑电极的制备及电化学性能研究StudyonSynthesisofNi-Codoublemetalhydroxideself-supportingelectrodeandItsElectrochemicalPerformance学科专业：化学工程研究生：刘梦超指导教师：王富民教授天津大学化工学院2017年5月万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大

2、学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据万方

3、数据摘要超级电容器具有功率密度高、充电时间快、寿命长、安全性高、环境兼容性好等优点，是一种高效的能量储存设备。超级电容器的性能主要取决于电极的材料组成及其结构，镍钴双金属氢氧化物能够获得镍钴协同效应，是一种有前景的赝电容电极材料，是一种十分有前景的赝电容电极材料，但传统的电极材料大多为粉末，在制备电极的过程需要加入粘合剂和导电剂，影响电解液与电极材料的充分接触，降低了电极材料的利用率。因此，本文设计出NixCo1-x(OH)y纳米片和三维ZnO@NixCo1-x(OH)y纳米线@纳米片自支撑电极材料，确保更多的活性物质参与法

4、拉第氧化还原反应，从而改善了电极的电化学性能。本文第一部分采用恒电位电化学沉积法在泡沫镍基底上合成了NixCo1-x(OH)y纳米片电极，电镀液为镍钴的硝酸盐溶液。通过XRD、EDS、XPS、SEM、TEM等物理表征和电化学测试，研究了电镀时间和电镀液中不同镍钴比例对电极材料的形貌、结构以及电化学性能的影响。电化学测试结果表明：NixCo1-x(OH)y纳米片自支撑电极材料的最佳电镀时间为2min。且当镍钴比例为2:1时，所制备的Ni-10.67Co0.33(OH)y纳米片电极在1Ag电流密度下的比电容为1580Fg-1，但

5、是当电流密度增加至50Ag-1时，其比电容的保留率为57%，说明该材料的倍率特性并非很理想，需要进一步改善。本文第二部分采用简易的两步法在泡沫镍基底上合成三维ZnO@NixCo1-x(OH)y纳米线@纳米片阵列，构造的这种核壳纳米阵列结构有效的提高了电极材料的电化学性能。通过XRD、EDS、XPS、SEM、TEM等物理表征和电化学测试，研究了ZnO纳米线尺寸和电镀液中不同镍钴比例对电极材料的形貌、结构以及电化学性能的影响。电化学测试结果表明：制备三维ZnO@NixCo1-x(OH)y纳米线@纳米片阵列电极的ZnO纳米线阵列的

6、最佳反应时间为9h。且当镍钴比例为2:1时，所制备的三维ZnO@Ni0.67Co0.33(OH)y纳米线@纳米片阵列电极在1Ag-1电流密度下的比电容为1836Fg-1，当电流密度增加至50Ag-1时，其比电容的保留率为81.2%，且在5Ag-1的电流密度下充放电2000次之后比电容的保留率为81.6%。关键词：镍钴双金属氢氧化物，氧化锌@镍钴双金属氢氧化物，纳米线@纳米片阵列，自支撑，超级电容器Ⅰ万方数据Ⅱ万方数据ABSTRACTDuetouniquefeaturessuchashighpowerdensity,fastc

7、hargingtime,longlifespan,highsafetylevelandenvironmentalcompatibility,thesupercapacitorhasbeenconceivedasanefficientenergystoragedevice.Theperformanceofsupercapacitorsmainlydependsonthematerialcompositionandstructureoftheelectrode.Nickel-cobaltdoublemetalhydroxidec

8、anbeusedtoobtainthesynergisticeffectofnickelandcobaltandhasbeenconsideredtobeapromisingmaterialforpseudocapacitor.Mostofthetraditionalelectrodema