（氫）氧化鎳納米線-RGO三維復(fù)合材料制備及電化學(xué)性能.pdf

1、本文以鎳氫電池的正極材料氫氧化鎳為主要研究對象。由于α-Ni(OH)2在堿性溶液中不穩(wěn)定易轉(zhuǎn)化為β-Ni(OH)2，且相轉(zhuǎn)化優(yōu)先于形貌變化，我們采用相轉(zhuǎn)化法制備β-Ni(OH)2納米線/還原氧化石墨烯(RGO)復(fù)合材料，將其用作鎳氫電池的正極材料，并對不同形貌的Ni(OH)2和Ni(OH)2/RGO復(fù)合材料的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。通過焙燒前驅(qū)體Ni(OH)2/RGO復(fù)合材料得到NiO/RGO復(fù)合材料，將其用作超級電容器的電極材料，研究其

2、電化學(xué)性能。
　　首先，根據(jù)文獻(xiàn)選取了四種不同的方法來合成α-Ni(OH)2納米線，通過XRD和SEM表征來選取合成α-Ni(OH)2納米線的方法，得到長度約為幾微米，直徑為20-30nmα-Ni(OH)2納米線。然后將α-Ni(OH)2納米線置于氫氧化鈉溶液中水熱，通過改變水熱時間，來研究氫氧化鎳形狀對電化學(xué)性能的影響。當(dāng)水熱時間30min時，α-Ni(OH)2完全轉(zhuǎn)化為β-Ni(OH)2，納米線的形狀未發(fā)生變化；當(dāng)水熱時間60

3、min時，β-Ni(OH)2納米線轉(zhuǎn)化為形狀不均一的納米片。電化學(xué)表征結(jié)果表明：線狀結(jié)構(gòu)的Ni(OH)2比片狀結(jié)構(gòu)具有高的比容量和良好的倍率性能；當(dāng)放電倍率增大至5C時，放電比容量高達(dá)202mAh/g，具有良好的倍率性能，為β-Ni(OH)2納米線在鎳氫電池快速充放電中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)。
　　其次，采用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨(GO)。以GO和硫酸鎳作為前驅(qū)體，氫氧化鈉作為沉淀劑，采用水熱法合成α-Ni(OH)2

4、納米線/RGO復(fù)合材料，α-Ni(OH)2納米線均勻的負(fù)載在RGO片層上，α-Ni(OH)2納米線的長度約為幾微米，直徑約為40nm。將α-Ni(OH)2納米線/RGO復(fù)合材料置于堿性溶液中，采用相轉(zhuǎn)化法將α-Ni(OH)2納米線/RGO復(fù)合材料轉(zhuǎn)化為β-Ni(OH)2納米線/RGO復(fù)合材料。同純的氫氧化鎳相比，Ni(OH)2/RGO復(fù)合材料的比容量更高，倍率性能更為優(yōu)異。當(dāng)放電倍率從0.2C增大至5C時，β-Ni(OH)2納米線/RG

5、O復(fù)合材料的放電比容量從343.2mAh/g降至272.7mAh/g，容量保持率為79.7%，呈現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能和倍率性能。
　　最后，將不同水熱時間的α-Ni(OH)2納米線/RGO復(fù)合材料至于真空管式爐中，通氮氣，500℃焙燒，得到NiO/RGO復(fù)合材料。在NiO納米線/RGO復(fù)合材料中，多孔的NiO納米線負(fù)載在RGO片層上。以不同倍率放電時，NiO納米線/RGO復(fù)合材料的放電比容量高于NiO納米片/RGO復(fù)合材料的。當(dāng)電