摻雜NiO納米空心管制備及電化學性能研究.pdf

1、超級電容器，它是一種用于儲能的元件，其原理基于電極/溶液界面的電化學過程。它既有可以和電池相比擬的儲能能力，又有像靜電電容器一樣的大的放電功率。因為其眾多的突出的優(yōu)點，使其不可避免的成為了世界各國重點關(guān)注和研究的熱點。其中電極材料是影響超級電容器的一個重要因素。由于氧化鎳（NiO）對環(huán)境友好、成本低廉、易合成，最重要的是，NiO具有很高的理論比電容2584F/g，這些優(yōu)點使 NiO成為一種最可能實際應(yīng)用的理想電極材料，也因此受到研究者們

2、的極大的關(guān)注。氧化鎳的導電性能比較差，在電解液中離子的遷移速度慢，導致它的利用率不高。因此本文用靜電紡絲的方法來制備摻入良好導電性物質(zhì)的NiO納米空心管，以提高其比表面積和導電性，進而提高所制備電極的電化學性能。
　　采用靜電紡絲的方法，制備具有空心結(jié)構(gòu)的鑭摻雜 NiO電極，其摻雜比例為La:Ni=0:1，1:1，1:2，1:4（摩爾比）。制得的電極在7mol/L KOH電解液中進行電化學性能測試，其中發(fā)現(xiàn)當La:Ni=1:2時，

3、為最佳的比例，電化學性能最好。當以物質(zhì)的全部質(zhì)量來算，在電流密度為0.5A/g時，其容量有257.8 F/g，如果僅僅計算NiO的質(zhì)量，其容量可以高達942 F/g，比純的NiO的電容量高了14倍。在經(jīng)過1000次的充放電測試后，容量仍然能保持在90％左右，有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　利用靜電紡絲的制備工藝，用Ag對NiO進行摻雜，摻雜的量為AgNO3：鎳鹽=1%，2.5%，5%,10%（質(zhì)量比），制備得到有高比表面積的空心納米纖維

4、。分別系統(tǒng)的對它們的形貌、晶型、比表面積及孔徑等進行了分析。在7mol/L KOH電解液中對其電化學性能進行測試，發(fā)現(xiàn)摻雜比為5%時，電化學性能最好，在電流密度為0.5A/g時，其電容量可以達到200 F/g；在經(jīng)歷了1000次的充放電測試之后，電極的電容量的保持率可以達到95.6%；導電性能好，其法拉第電阻為2.59Ω。
　　根據(jù)前兩部分實驗得出的結(jié)果，采用靜電紡絲的方法對不同比例的銀摻雜NiO/LaNiO3（La:Ni=1:2

5、）的電極進行制備。其摻雜的比例為硝酸銀：（硝酸鎳+硝酸鑭）=1%，2.5%，5%，10%。改變銀摻雜的比例，可得到不同含量的復合納米纖維。在7mol/L KOH電解液中對其電化學性能進行測試，其中發(fā)現(xiàn)5%為最佳的比例，電化學性能最好并且也優(yōu)于前面的兩種實驗方法。其容量可以達到385.7 F/g在電流密度為1A/g的情況下；在進行1000次的恒流充放電之后，其電容量的保持率可以達到97%；導電性能也得到較大的提高，其法拉第電阻為0.79Ω