鈷鎳磷酸鹽形貌可控合成及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、超級電容器，通常也被稱為電化學(xué)電容器，因其功率密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長及環(huán)境污染小等優(yōu)點被作為一種新儲能裝置的研究熱點。然而，能量密度低這一缺點一直阻礙著其實際應(yīng)用。研究新的電極材料提高超級電容器的電化學(xué)容量無疑成為解決這一難題的突破口。
　　本文首先通過溫和水熱合成方法在溫度120℃，反應(yīng)時間4h條件下合成鈷鎳氫氧化物（mCo:mNi=1:1)前驅(qū)體Co(OH)2-Ni(OH)2。前驅(qū)體作為犧牲模板通過控制反應(yīng)前軀體中鈷

2、鎳原子質(zhì)量與磷酸鹽源的質(zhì)量比分別為1:0.5、1:1和1:3時，反應(yīng)水熱溫度120℃，反應(yīng)時間24h條件下成功的合成了三種不同形貌的過渡金屬磷酸鹽（六方體多孔狀，多孔狀和長方片狀的雜化結(jié)構(gòu)，長方片狀），研究三種結(jié)構(gòu)電極材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，鎳鈷前軀體與磷酸銨的質(zhì)量比為1:1時，雜化結(jié)構(gòu)的過渡金屬磷酸鹽作為電極材料表現(xiàn)出最好的電化學(xué)性能，在電流密度為0.5A g-1時，雜化結(jié)構(gòu)的電極材料電極容量為1128F g-1。與鹵蟲卵殼衍生的

3、多級孔結(jié)構(gòu)的碳材料（HPC）組裝成非對稱超級電容器表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能，經(jīng)過5000次長循環(huán)后，容量保持率95.6％。
　　為研究單一結(jié)構(gòu)的過渡金屬磷酸鹽的性能，在反應(yīng)前軀體中鈷鎳原子質(zhì)量與磷酸鹽源同一質(zhì)量比1:3的條件下，通過控制反應(yīng)時間成功合成了不同形貌的過渡金屬磷酸鹽。研究在120℃不同反應(yīng)時間（0.5h，1h，2h，4h，24h）的電化學(xué)性能，結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)時間為2h時，表現(xiàn)出最好的電化學(xué)性能。在電流密度為0.5A g

4、-1，比電容高達(dá)1297F g-1,作為非對稱超級電容器材料時表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，經(jīng)過10000次長循環(huán)后，容量保持率93.5%。
　　通過與氧化石墨烯復(fù)合研究復(fù)合材料的電化學(xué)性能，在水熱反應(yīng)溫度為120℃，反應(yīng)時間為4h條件下，合成鈷鎳摩爾質(zhì)量與氧化石墨烯的質(zhì)量比為1:1的鈷鎳氫氧化物氧化石墨烯復(fù)合材料，然后加入磷酸鹽源與鈷鎳原子質(zhì)量為1:1,120℃反應(yīng)12h，得到鈷鎳磷酸鹽與氧化石墨烯復(fù)合材料。研究其電化學(xué)性能，結(jié)果表明