鎳鈷基硒化物的制備及其超級電容性能研究.pdf

1、超級電容器作為一種新型儲能裝置具有功率密度大、循環(huán)壽命長、充放電速度快、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，同時(shí)也激起了眾多研究者們極大的研究興趣。一般來說，超級電容器電極材料需具備電化學(xué)活性高、比表面積大、導(dǎo)電性良好等特點(diǎn)，而鎳鈷基硒化物正好符合這些條件，因此備受關(guān)注。這些材料不但電導(dǎo)率高，而且其中的過渡金屬元素可以提供法拉第反應(yīng)，提高比容量，并且鎳鈷雙金屬離子的協(xié)同效應(yīng)也有助于電化學(xué)性能的進(jìn)一步提升。此外，除了傳統(tǒng)的三電極

2、測試方法外，組裝出非對稱的超級電容器器件不但能夠改善其能量密度，而且有助于評估合成出的電極材料的實(shí)用價(jià)值。本文以鎳鈷基硒化物為研究對象，設(shè)計(jì)合成出了一系列具有卓越形貌的微納米材料，并將其應(yīng)用于超級電容器，最終實(shí)現(xiàn)了電容器性能的調(diào)優(yōu)。
　　1、采用簡單的溶劑熱反應(yīng)在泡沫鎳基底上原位合成出了具有三維分等級結(jié)構(gòu)的NiSe微米球。通過控制反應(yīng)時(shí)間探究了 NiSe微米球的生長過程，通過控制表面活性劑用量探究了表面活性劑的作用機(jī)制。最終將制得

3、的樣品應(yīng)用于超級電容器，得到了良好的電化學(xué)性能。這項(xiàng)研究為制備具有特殊形貌的鎳基硒化物電極材料提供了有價(jià)值的參考。
　　2、首先采用簡單的溶劑熱法在泡沫鎳基體上原位合成出了 NiSe納米線。然后以合成出的Ni@NiSe為模板，通過陽離子交換的方法成功地制備出了一系列具有不同鎳鈷比例的雙金屬硒化物材料，這些材料有效地保持了母體材料的形貌。為了探究其電化學(xué)性能，除了在三電極體系下測試外，分別以合成出的這些材料為正極，以活性炭（AC）為

4、負(fù)極，組裝出了一系列非對稱超級電容器器件。在所有的這些器件中，Ni@Ni0.8Co0.2Se//AC展現(xiàn)出了最高的比容量（1 A/g電流密度下放電比容量為86 F/g），并且經(jīng)過2000周恒流充放電循環(huán)后容量幾乎沒有衰減，表現(xiàn)出了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。此外，該器件在1526.8 W/kg的高功率密度下，能量密度還能維持在17 Wh/kg。這項(xiàng)研究說明鎳鈷雙金屬離子的協(xié)同效應(yīng)有助于材料性能的提升，同時(shí)鎳鈷硒化物也在儲能領(lǐng)域展現(xiàn)出了潛在的應(yīng)用價(jià)

5、值。
　　3、以一種中空多孔的生物質(zhì)碳材料（CTs）為基體，以六水硝酸鎳、六水硝酸鈷和尿素為反應(yīng)物，在水和乙醇的混合溶劑體系下，通過溶劑熱反應(yīng)率先得到了均勻分布在基體上的刺球狀 Ni-Co前驅(qū)體。然后再通過一種簡單的化學(xué)氣相沉積法，得到了組分可靈活調(diào)控的Ni-Co-S/CTs、Ni-Co-Se/CTs、Ni-Co-Se-S/CTs等復(fù)合物。在不添加其他導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑的情況下，將這些復(fù)合物直接作為電極材料應(yīng)用于超級電容器。這些材料展