沉淀法Bi2O3和溶劑熱法BiF3的結構及電化學性能.pdf

1、社會的不斷進步以及移動互聯(lián)網時代的到來使得人們對高效便攜的可移動儲能設備的期待越來越高。超級電容器因具有快速充放電速率、高比容量及長循環(huán)使用壽命等優(yōu)異性能而成為儲能領域研究的熱點之一。電極材料作為超級電容器的關鍵部件，其組成，微觀形貌及結構均對超級電容器的性能有重要的影響。文章分別通過沉淀法和溶劑熱法制備得到了具有圓柱形層狀結構的Bi2O3及球形和八面體形BiF3，并以它們?yōu)殡姌O材料用于超級電容器，采用恒電流充放電、循環(huán)伏安等技術測試其

2、電化學性能。主要內容如下:
　　1.通過化學沉淀和煅燒得到了微觀形貌為圓柱形層狀結構的Bi2O3材料。通過SEM、pH和XRD等分析方法探究了前驅體的生長機理，結果表明，增長反應時間使得前驅體的形貌由圓柱形的塊狀結構產物Bi6O6(OH)3(NO3)3·1.5H2O轉變成圓柱形的層狀結構產物Bi6O6(OH)3(NO3)3·1.5H2O和Bi(OH)3的混合物。將獲得的前驅體在設定的溫度下煅燒，通過SEM觀察產物的形貌隨煅燒溫度的

3、變化情況。結果發(fā)現，煅燒溫度為400℃時，產物形貌基本沒有變化;煅燒溫度為500℃時，產物仍能保持前驅體的層狀結構，但是其片層結構變厚;煅燒溫度為600℃和700℃時，前驅體的形貌和結構完全被破壞。以不同煅燒溫度下得到的氧化鉍為活性物質制備工作電極，并對它們在三電極體系下進行相關電化學性能測試和研究。結果表明，不同煅燒溫度下獲得的樣品在0.2Ag-1的電流密度下均具有高達1800Fg-1的比容量，而且由于BO-90-10h-500的樣品

4、具有特殊的層狀結構，所以其在10Ag-1的電流密度下仍能保持76.0％的比容量。該樣品在循環(huán)3000次后仍維持63.4％電容量，表現出較好的循環(huán)性能。
　　2.通過溶劑熱法制備了具有球形和八面體形貌的BiF3，探討了不同的溶劑比例及反應物濃度對樣品的形貌及顆粒粒徑產生的影響。通過SEM及XRD分析可知，適當的乙二醇/乙醇比例的有利于BiF3(111)晶面和(200)晶面的生長，樣品形貌可由球形向八面體形轉變。另外，反應物濃度對樣品

5、顆粒尺寸和形貌也有顯著影響。反應物濃度增加會使得樣品形貌由球形逐漸向八面體形轉變且顆粒尺寸增大。以球形BiF3和八面體形BiF3為活性物質制備工作電極，并對它們在三電極體系下進行電化學性能測試和研究。當電流密度為0.1Ag-1時，它們的比電容分別達到1174.3和985.3Fg-1，且在不同的電流密度下，球形BiF3的比容量均高于八面體形BiF3的比容量。球形和八面體形BiF3電極材料在10Ag-1電流密度下經過1000次循環(huán)后分別能夠