超級電容器用過渡金屬氧化物NiCo2O4及其復合物.pdf

1、超級電容器，是介于二次電池和普通物理電容器之間的一種新型的電化學儲能器件，由于具有功率密度高和循環(huán)壽命長等諸多優(yōu)點，近年來成為電化學儲能領域的研究熱點。具有贗電容行為的過渡金屬氧化物NiCo2O4具有理論比電容高、電化學可逆性好和環(huán)境友好等特點，引起人們的關注，但是由于導電性差使得NiCo2O4的倍率性能較差。本論文通過將NiCo2O4與高電導率的碳材料或金屬基底進行復合，以改善其電化學性能。具體研究內容如下：
　　(1)以有序介

2、孔碳(OMC)為載體，采用共沉淀法制備了OMC/NiCo2O4復合物。觀察發(fā)現(xiàn)，NiCo2O4納米顆粒均勻地負載在有序介孔碳上。電化學測試表明，NiCo2O4負載量為40％時，在1 A·g-1的電流密度下，復合物電極材料的比電容可達577.0 F·g-1；電流密度為8A·g-1時，比電容可達470.8 F·g-1。在2A·g-1的電流密度下，復合物電極材料經過2000次循環(huán)后比電容還可達508.4 F·g-1，電容保持率為92.7%，具

3、有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　(2)通過兩步法在Ni網基底上生長有序的NiCo2O4納米線陣列。具有介孔結構的納米線直徑和長度分別約為80 nm和10nm，該納米線陣列比表面積可達114 m2·g-1。由于NiCo2O4納米線陣列是直接生長在三維多孔的Ni網骨架上的，該電極具有獨特的三維多級孔道結構，Ni網基底提高了電極的導電性和離子傳輸速度。NiCo2O4納米線陣列電極在0.5 A·g-1電流密度下比電容可達1264 F·g-1，1

4、6 A·g-1的比電容為998.4 F·g-1，容量保持率可高達79%，在4 A·g-1的電流密度下，經過2000次的連續(xù)充放電，容量的損失僅為5.2%，表現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學性能。
　　(3)通過兩步法在碳布上生長有序的NiCo2O4納米線陣列。碳布大的比表面積有利于電解液離子快速的氧化還原反應，垂直生長的NiCo2O4納米線，結構整齊，縮短了離子的傳輸距離。復合電極材料在1 A·g-1電流密度下的比電容可達1282.5 F·g-