納米多孔金屬膜基超級電容器研究.pdf

1、超級電容器由于其安全性高，功率密度大，充放電速度快和壽命長等優(yōu)點(diǎn)而成為儲(chǔ)能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。根據(jù)儲(chǔ)能機(jī)理超級電容器分為兩類:雙電層電容器和贗電容電容器。雙電層電容器主要以高比表面積碳材料作為電極材料，贗電容電容器主要以具有快速氧化還原反應(yīng)的金屬氧化物和欠電位沉積的導(dǎo)電高聚物作為電極材料。由于存儲(chǔ)機(jī)制的不同，贗電容電容器比電容遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雙電層電容器，成為新型儲(chǔ)能器件。電極材料是影響贗電容器電容的主要因素。目前，對贗電容電容器電極材料的研究主要

2、集中在具有較大應(yīng)用前景且資源豐富的過渡金屬氧化物，如NiO，Co2O3，MnO2等。
　　本文研究了三明治結(jié)構(gòu)Ni20Co10Mn70∥Ni∥Ni20Co10Mn70復(fù)合合金箔通過脫合金-極化處理制備的復(fù)合電極的電化學(xué)性能?？疾炝藦?fù)合板，活性層厚度和制備條件對電化學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):通過引入中間集流體層，NiCoMn合金基復(fù)合電極的倍率性能獲得了極大提高，當(dāng)電流密度從1A cm-3提高到7Acm-3，比容量保持在80％以上，同

3、時(shí)中間層的引入解決了納米多孔金屬脆性大，可應(yīng)用性差的缺陷，使復(fù)合電極具備了很好的柔韌性和可加工性，為自動(dòng)化生產(chǎn)提供了前提條件。當(dāng)復(fù)合電極箔厚度為110μm時(shí)，電極的比電容為686.8F cm-3，能量密度可達(dá)46.59mWh cm-3，較高的比容量和能量密度說明此電極具有很好的應(yīng)用前景。
　　為進(jìn)一步降低材料成本本文進(jìn)一步研究了Cu摻雜對NiCoMn合金電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)以Ni20Co5Cu10Mn70，Ni20Co10Cu5

4、Mn70為基體，通過電化學(xué)腐蝕和電化學(xué)極化制備出具有納米多孔結(jié)構(gòu)的電極材料。對制備的電極材料也進(jìn)行了充放電，交流阻抗等電化學(xué)測試和表征。研究表明Ni20Co5Cu10Mn70基體制備的電極材料具有更好的導(dǎo)電能力和更寬的電壓窗口，但是在電流密度1Acm-3時(shí)比電容和電流密度分別為194.9F cm-3和12.76mWh cm-3。np-Ni10Co5Cu5Mn70在電流密度1A cm-3比電容和能量密度分別為266.5F cm-3和16.