納米多孔結(jié)構(gòu)鎳基復(fù)合膜電極的電化學(xué)法制備及其贗電容性能.pdf

1、電化學(xué)電容器是一種新型的儲能器件，由于具有功率密度高、電化學(xué)可逆性好和循環(huán)壽命長等優(yōu)點，近年來已成為電化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點之一。電極材料是影響電化學(xué)電容器性能的關(guān)鍵因素之一。鎳的氧化物/氫氧化物價格低廉、電化學(xué)性能優(yōu)良而受到廣泛關(guān)注。本論文采用電化學(xué)方法制備了鎳基復(fù)合膜電極，并考察了其贗電容性能。
　　 通過對電沉積法得到的Ni-Cu合金鍍層中的銅進(jìn)行選擇性陽極溶解，獲得了多孔鎳膜。以多孔鎳膜為基體，采用陰極電沉積法制備了納米多孔

2、結(jié)構(gòu)的氫氧化鎳膜電極。所制備的氫氧化鎳膜電極在2、5和10A·g-1的電流密度下分別給出了1634、1563和1512F·g-1的比電容值。納米多孔結(jié)構(gòu)的金屬鎳基體改進(jìn)了氫氧化鎳膜電極在1mol·L-1KOH溶液中的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性。氫氧化鎳膜電極所具有的高比電容、良好的大電流放電能力及優(yōu)異的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性表明其在電化學(xué)電容器領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力。
　　 通過對電沉積法得到的Ni-Cu合金鍍層進(jìn)行電化學(xué)去合金化處理，制備了納米多孔

3、結(jié)構(gòu)金屬鎳膜，采用循環(huán)伏安法對多孔金屬鎳膜在1mol·L-1的KOH溶液中進(jìn)行陽極氧化處理，獲得了納米多孔結(jié)構(gòu)的鎳基復(fù)合膜電極；通過在300℃的溫度下對鎳基復(fù)合膜電極進(jìn)行熱處理，得到了NiO/Ni膜電極。應(yīng)用掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射分析(XRD)、X-射線光電子能譜(XPS)和不同的電化學(xué)技術(shù)對所制備的膜電極的物理性質(zhì)及贗電容特性進(jìn)行了表征。SEM、XRD和XPS的測試結(jié)果表明，所制備的納米多孔結(jié)構(gòu)復(fù)合膜由Ni、Ni(OH

4、)2和NiOOH組成。電化學(xué)實驗結(jié)果顯示，電鍍液的組成和制備的復(fù)合膜電極的質(zhì)量對其電容性能有較大的影響。在優(yōu)化條件下所得納米多孔結(jié)構(gòu)鎳基復(fù)合膜在20A·g-1的充放電電流密度下，給出了578F·g-1的初始比電容；在1000次充放電循環(huán)后，它的比電容值為544F·g-1，電容保持率為94％。循環(huán)伏安的結(jié)果顯示，NiO-Ni膜電極在2和10A·g-1的電流密度下的比電容值分別為498和398F·g-1。研究也發(fā)現(xiàn)NiO-Ni膜電極具有優(yōu)異