溶劑熱法制備納米鎳鈷硫化物及其超級(jí)電容性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器屬于標(biāo)準(zhǔn)的低碳經(jīng)濟(jì)核心產(chǎn)品，又被稱(chēng)為黃金電容器。過(guò)渡金屬硫化物作為超級(jí)電容器電極材料具有良好的導(dǎo)電性和較高的理論比電容。論文介紹了超級(jí)電容器的特性、組成、儲(chǔ)能機(jī)理以及應(yīng)用，并對(duì)過(guò)渡金屬硫?qū)倩衔锏闹苽浞椒?、最新研究進(jìn)展及其在電化學(xué)方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了全面綜述。論文采用溶劑熱法制備納米鎳鈷硫化物，利用 X射線(xiàn)衍射儀（XRD），場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（SEM），X-射線(xiàn)能譜儀（EDS）等儀器分析其形貌及組成。將其涂抹在石墨紙或直接溶劑熱生

2、長(zhǎng)在石墨紙上作為超級(jí)電容器單電極材料，將電極材料（正極材料）進(jìn)行擇優(yōu)組裝成超級(jí)電容器器件，通過(guò)循環(huán)伏安法（CV）、恒電流充放電法（CP）、交流阻抗法（EIS）等分析其超級(jí)電容性能。論文的主要內(nèi)容如下：
　　①論文實(shí)現(xiàn)了采用溶劑熱法在其他條件相同條件下，用不同前驅(qū)鹽制備納米鎳鈷硫化物粉末。根據(jù)SEM譜圖顯示，不同前驅(qū)鹽制得的鎳鈷硫化物形貌相似，呈不規(guī)則微球狀，尺寸無(wú)較大差別。硝酸鎳制備的鎳鈷硫化物微球分散性較為均勻，小顆粒在表面生長(zhǎng)

3、，提供更大的比表面積，從而增大了電解質(zhì)與電極材料的接觸。而用氯化鎳制得的鎳鈷硫化物則有團(tuán)聚的趨勢(shì)，導(dǎo)致比表面積較小。將其涂抹在石墨紙上作為三電極材料的工作電極并測(cè)試其電化學(xué)性能，電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果顯示：硝酸鹽制得的活性物質(zhì)在電流密度為2mA/cm2、4mA/cm2、8mA/cm2、10mA/cm2、20mA/cm2的條件下，單電極質(zhì)量比電容分別為2213.5F/g、2107.6F/g、2009.4F/g、1957.5F/g、1806.4

4、F/g，表現(xiàn)出了較高的電容量，在經(jīng)過(guò)3000圈的充放電循環(huán)測(cè)試，仍保持了90％的原比電容。氯化鹽制得的活性物質(zhì)在電流密度為2mA/cm2、4mA/cm2、8mA/cm2、10mA/cm2、20mA/cm2的條件下，單電極質(zhì)量比電容分別為1309F/g、1100F/g、782F/g、682F/g、409F/g，比電容在低電流密度下的比電容較高，但隨著電流密度增大，衰減較快，經(jīng)過(guò)3000圈的循環(huán)充放電后，比電容只剩下了46%。性能結(jié)果與結(jié)構(gòu)

5、分析結(jié)構(gòu)相符。因此得知，硝酸鹽制得的鎳鈷硫化物電化學(xué)性能遠(yuǎn)大于氯化鹽制得的鎳鈷硫化物。
　?、诶萌軇岱▽?shí)現(xiàn)了鎳鈷硫化物直接生長(zhǎng)在石墨紙襯底上，制備出了小顆粒和納米片層相互交織結(jié)構(gòu)基底電極，并研究了其超級(jí)電容特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鎳鈷硫化物的超級(jí)電容特性來(lái)源于贗電容。鎳鈷硫化物/石墨紙電極在充放電電流密度為1mA/cm2、2mA/cm2、4mA/cm2、8mA/cm2、10mA/cm2、15mA/cm2、20mA/cm2、25mA

6、/cm2、30mA/cm2條件下，單電極質(zhì)量比容量分別為1500F/g、1450F/g、1340F/g、1120F/g、1055F/g、900F/g、800F/g、662F/g、557F/g。且顯示了優(yōu)越的循環(huán)穩(wěn)定性，經(jīng)過(guò)3000圈的循環(huán)充放電，比電容保持度達(dá)到了97.2%。
　?、弁ㄟ^(guò)對(duì)比優(yōu)化，選擇最佳性能的鎳鈷硫化物電極作為正極材料，設(shè)計(jì)了平面微型非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器，獲得的器件具有較高的能量密度和功率密度。經(jīng)過(guò)10000圈的循環(huán)