分級多孔碳和堿式硝酸鎳的超級電容性能研究.pdf

1、本文綜述了超級電容器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以及電極材料的最新研究進展，并且對制備出的分級多孔碳和堿式硝酸鎳電極材料，進行了電化學(xué)性能研究。文中利用XRD、SEM、TEM、BET等測試技術(shù)對電極材料的微觀形貌、組成和成分進行了分析，采用循環(huán)伏安法(CV)、恒流充放電和電化學(xué)阻抗(EIS)等技術(shù)測試了超級電容器的電化學(xué)性能，并且對影響電化學(xué)性能的因素進行了探討。主要內(nèi)容如下：
　　 1.首先以均三甲苯(TMB)作為擴孔劑，制備出具有不同

2、孔徑和壁厚的分子篩。制備分級多孔碳時，采用了兩種碳源，糠醇和蔗糖。以糠醇為碳源，通過調(diào)節(jié)糠醇的濃度，我們制備得到了一系列具有兩級孔徑分布的分級多孔材料。結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)性能測試結(jié)果表明，分級多孔碳的獨特的孔分布，不僅使分級多孔碳保持了很好的雙電層性能，而且提高了電極材料的功率性。分級多孔碳電極材料具有較高的比表面積，在5mA/cm2的電流密度下，最高比容量(SC)為143F/g。在200mA/cm2的電流密度下，SC的保留率仍可保持51

3、.90％。另外，以蔗糖為碳源時，我們也制備得到分級多孔碳，其最高SC可達155.63F/g。文中，我們對分級多孔碳的電化學(xué)性能與孔徑分布的關(guān)系，給出了較為科學(xué)合理的解釋。
　　 2.通過一種未添加任何表面活性劑的簡便方法成功制備了花狀的Ni3(NO3)2(OH)4。實驗結(jié)果表明，電極材料的花狀結(jié)構(gòu)對電極材料的活性以及高的SC有很大的影響。Ni3(NO3)2(OH)4在5mA/cm2的電流密度下，最大容量為2212.5F/g，并且

4、具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性。經(jīng)過1000次循環(huán)以后，SC仍可保留1511.6F/g。另外，我們系統(tǒng)地研究了溶液的濃度對Ni3(NO3)2(OH)4的形貌結(jié)構(gòu)和容量的影響，結(jié)果表明在0.02M，24h時，可以得到花狀及電化學(xué)性能良好的Ni3(NO3)2(OH)4，而溫度對Ni3(NO3)2(OH)4的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能幾乎沒有影響。Ni3(NO3)2(OH)4經(jīng)過320℃直接熱分解可以得到NiO。結(jié)構(gòu)表征表明，經(jīng)過熱分解得到的NiO的結(jié)構(gòu)有明顯的