镍、钴改性活性炭及电化学性能研究

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1、．■￣■？，〕ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣｓｃＩＥＨＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ论文题目鑛、错改性活性炭及电化学性能研究＿ｉ专、Ｉｋ単議Ｉ．．．．Ｉ学号２０１２２２０３０５０８作者姓名周梅＾指导教师胡文成教授独创性声明本人产明所呈交的学位论文是本人在导师巧导下进行的研究Ｔ作。据我所知１＾及取巧的研究

2、成果，除了文中特别加＾标注和致谢的地＾７外，论义小不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或巧它教育化构的学位或证书而使川过的材料。与我－同工作的同志对本研究所做的巧何贡献均Ｌｉ在论义中作了明确的说明并农小谢意。作肴签名：日期：Ｗ少年月ＨＩ考１不拭论文使用授权本学位论义作者完全了解电子科技火学有关保留、使用学位论文的规定，巧仅保留并向国家有关部ｎ或机构送交论义的复印件和磁盘，允许论义被巧阅和借阅。本人授权电子科技大学ｗｙ■将学位论文的全部或部分内容编入巧

3、义数据库进行检索，可＾巧用影印、缩印或巧描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论义在解密后应遵巧此规定）作者签名：导师签名：）Ｉ司歌Ｈ期：心年ｒ月口Ｙ分类号密级注1UDC学位论文镍、钴改性活性炭及电化学性能研究（题名和副题名）周梅（作者姓名）指导教师胡文成教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称材料工程提交论文日期2015.04.08论文答辩日期2015.05.15学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月30日答辩委员会主席评阅人注1：注明

4、《国际十进分类法UDC》的类号。ELECTROCHEMICALPERFORMANCEOFACTIVEDCARBONMODIFIEDBYNICKELANDCOBALTOXIDESAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:ZhouMeiAdvisor:Prof.HuWenchengSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-S

5、tateElectronics摘要摘要作为超级电容器的电极材料，活性炭由于其导电性较差和仅仅以双电层原理产生较低的比容量，在实际应用中受到较大程度的限制。理论上，用镍、钴改性的活性炭复合电极材料在比容量方面，相比于单一的碳基电极材料会有显著提升。另外，利用化学性质较稳定的无机金属导电盐可以提高复合物的电导率。在活性炭与镍、钴的复合物中，活性炭在既充当了主体支架，还起着为电子传输提供通道的作用。金属氧化物和无机导电金属盐则提供较高的比容量和电导率。三者的协同作用可以有效地提高复合物的导电性、比容量、能量密度和循环性能等。本论

6、文主要以超级电容器专用活性炭为原料，利用镍、钴的氧化物以及无机导电金属盐对活性炭进行复合，制备活性炭复合电极材料。并通过扫描电镜测试、X射线衍射测试、高倍透射电镜测试、循环伏安测试和恒流充放电测试等，研究了不同制备工艺以及不同条件下的活性炭复合物的物理性能和电化学性能。1.AC@LNO/NiO复合电极材料性能的研究：（1）为了提高活性炭材料的电化学性能，调节La/Ni的比例，制备了不同的AC@LNO/NiO复合物。当La/Ni的比例为1:2时，AC@LNO/NiO的阻抗为2.97Ω，其导电能力在纯活性炭基础上提高了一倍。最

7、大的能量密度和功率密度分别为70.37Wh/kg和32.40kW/kg。在循环伏安测试中，当扫描速率为1mV/s时，1:2AC@LNO/NiO复合物的比容量为710.48F/g。（2）以LNO为导电物质。根据液相沉积和热分解次数的不同，制备出不同纳米结构的AC@LNO/NiO复合物，以提高碳基材料的比容量和电导率。经过两次浸泡和烧结过程后，在S2中的金属氧化物颗粒的结晶性最好，其连续均匀地沉积在活性炭表面上形成更好的多孔结构。当扫描速率为1mV/s时，S2的比容量为652.19F/g。S2具有优于S1和S3的导电性。在AC

8、、La2NiO4和NiO的协同作用下，S2的电化学性能明显优于纯活性炭。2.AC@LCNO/Co3O4复合电极材料的性能：LCNO是具有类似于LNO结构的具有良好导电性的无机导电金属盐。将LCNO和Co3O4构成复合金属氧化物，控制镍和钴的质量分数之比，对活性炭进行复合。当镍的质量分数为15%时，活性炭