纳米晶镍与钴的无机复合物的耦合赝电容及应用

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本文通过对赝电容及其电极材料的研究进展叙述,以研究甚热的镍与钴的无机化合物为载体,系统地研究了纳米晶的镍与钴的无机化合物复合材料的耦合赝电容相对于复合对象(单一材料)的赝电容的响应的普适规律。  其一,纳米晶镍与钴的无机化合物的复合物赝电容材料的制备。采用水热合成法并后续的热处理,以泡沫镍做为活性物质沉积体(载体)合成了1D纳米晶Co3O4/Ni3(VO4)2堆栈的3D混杂纳米棒、1D纳米晶Co3O4/Co3(VO4)2堆栈的3D混杂纳米棒、1D纳米晶Ni3(VO4)2/NiO堆栈的3D混杂纳米片以及1D纳米晶NiO/Co3(VO4)2堆栈的3D混杂纳米片复合电极材料。  其二,纳米晶镍与钴的无机化合物复合物的耦合赝电容研究。首先,关注单一材料物质自身的性能特点,选择了在比容量、倍率性能和循环稳定性各有优势的NiO、Co3O4、Ni3(VO4)2和Co3(VO4)2作为复合对象,研究各复合对象的赝电容对复合材料的耦合的赝电容的响应规律。在此基础上,讨论了复合对象的结晶性质、导电性质和微观形貌等对耦合的赝电容的影响。对于微观相貌对(耦合)赝电容性质的影响,作者提出了一种全新的解释机制:表面电场分布机制,并成功解释了1D线状材料微观形貌对(耦合)赝电容性质的作用机制。  其三,纳米晶镍与钴的无机化合物的复合物电极材料的应用。对于本文中设计的综合电化学性能优异的复合材料Co3O4/Co3(VO4)2和NiO/Co3(VO4)2,以其为正极并活性炭为负极组装了非对称电化学电容器。评测表明:综合电化学性能优异,有应用前景。  通过以上研究,作者一定程度地揭示了镍与钴的无机化合物相互复合后其耦合的赝电容对单一材料赝电容响应的普适规律。
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