镍基超级电容器电极材料的制备及其电化学性能研究

《镍基超级电容器电极材料的制备及其电化学性能研究》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、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目镍基超级电容器电极材料的制备及其电化学性能研究作者姓名何静学科专业应用化学指导教师赵玉峰副教授2015年5月I中图分类号：TM538学校代码：10216UDC：544密级：公开工学硕士学位论文镍基超级电容器电极材料的制备及其电化学性能研究硕士研究生：何静导师：赵玉峰副教授申请学位：工学硕士学科专业：应用化学所在单位：环境与化学工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学IIADissertationinAppliedChemistryPREPATIONOFNICKEL-BASEDELECTRO

2、DEMATERIALSFORSUPERCAPACITORAPPLICATIONANDITSELECTROCHEMIALPERFORMANCEbyJingHeSupervisor:AssociateProfessorYufengZhaoYanshanUniversityMay，2015III燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《镍基超级电容器电极材料的制备及其电化学性能研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡

3、献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《镍基超级电容器电极材料的制备及其电化学性能研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位

4、论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日IV摘要摘要超级电容器因其比功率高，充放电速度及循环寿命长等优点被认为是一种新型的储能装置。镍基材料更因为其高的理论比电容值成为近期的研究热点。论文首先通过溶胶凝胶法制备了一种新型的三维多级孔道氧化镍电极材料，其中以一种天然的生物质卤虫卵壳用作硬模板，聚乙烯吡络烷酮为软模板。研究发现，500℃下煅烧所得的NiO可以完整保持生物质的三维多级孔道结构，比表面积2-1可达70.02mg。该材料作为超级电容器电极材料，表现出良好的电化学性能。在-1-16MKOH电解液中，1Ag电

5、流密度下材料的比电容可达482.86Fg，当电流密度-1增至10Ag时，比电容可仍保持95.8%。同时，该材料表现出优秀的长循环稳定性-1（10Ag充放电2000次后，容量的保持率为96%）。通过简单的一步水热法合成出薄层结构的镍-钴氢氧化物/还原氧化石墨烯复合材料。在这种合成方法中，抗坏血酸用作氧化石墨烯的的还原剂，同时作为镍-钴氢氧化物的形貌控制剂。通过调节抗坏血酸的加入量，可以控制合成出具有不同厚度的镍-钴氢氧化物/还原氧化石墨烯复合材料。研究发现，当抗坏血酸的加入量为60mg时，镍-钴氢氧化物纳米薄片均匀地平铺于还原性氧化石墨烯表面，形成薄层且松散堆积，

6、薄层材料的厚度约为2nm。这种特殊的的结构使NiCo/rGO-LAA60表现-1出优异的电化学性能，在6MKOH电解液中，0.5Ag的电流密度下比电容达到-1-1-11690Fg，电流密度由0.5Ag增至10Ag时，容量保持率为81.8%，电流密度由-1-1-10.5Ag增至40Ag时，容量保持率为78.5%。10Ag长循环1000次后，容量的保持率为97.3%，10000次后，容量的保持率为68.3%。以NiCo/rGO为正极材料，卤虫卵壳衍生的多级孔碳材料（HPC）为负极材料，组成了非对称超级电容器NiCo/rGO-LAA60//HPC表现出良好的电化学性能

7、。电压窗口可达1.6V，电流密度-1-1-1-1为0.1Ag时比电容为167.4Fg，电流密度从0.1Ag增加至10Ag时，材料的容-1量保持率为67%。2Ag下长循环17000次后，容量的保持率为76%。-1-1NiCo/rGO-LAA//HPC在功率密度为76Wkg时，最大能量密度达56.1Whkg。关键词：三维多级孔道；卤虫卵壳；薄层；镍基；非对称超级电容器V燕山大学工学硕士学位论文AbstractSupercapacitors,withhighpowerdensity,ultrafastcharging-dischargingtime,andlongli

8、fecycleperfo