论文部分内容阅读
本论文的研究内容主要集中于以碳材料为载体与(氢)氧化镍[Ni(OH)2,NiO]复合的电极材料的制备及其在电化学电容器中的应用。共分为三章:第一章概述了电化学电容器研究背景、应用范围、发展、储能机理、特点以及电极材料种类等,并阐述了三类电极材料的最新研究情况。最后提出了对提高电化学电容器性能的研究思路和方法。第二章为NiO/C复合物的制备及其电化学电容性质。本章共分为三个部分。1.运用水热法合成了具有良好分散性能的NiO/GNS复合物。对NiO和NiO/GNS复合物的形貌和结构进行了分析与讨论,并对其在碱性电解质中电化学电容行为作了研究。结果表明,石墨烯与NiO复合以后,NiO的电化学行为得到了明显的改善。2.通过原位沉淀-焙烧相结合,合成了三维网络结构的新型NiO/P-CNT复合物,对样品进行表征和分析。结果表明:须状的氧化镍均匀地负载在聚吡咯衍生的碳管表面,构成了具有三维网络结构的复合物。这种具有特殊结构的复合物电极较纯NiO呈现出更好地电化学电容行为。3.通过pH值控制的原位沉淀-焙烧相结合的方法,合成了三维网路结构的NiO/P-CNT复合物。并对其进行了大量的结构和形貌表征和一系列的电化学测试。结果表明,在pH≈9.5时,并当NiO/P-CNT复合物的P-CNT质量含量为35%时,制备的电极材料的电化学电容行为最佳。第三章为Ni(OH)2/C复合物的制备及其电化学电容性质的研究。分为三个部分:1.通过水热法成功实现了花状微球的Ni(OH)2在石墨烯片表面均匀地生长,最终形成具有三维网络结构的Ni(OH)2/GNS复合物。所得Ni(OH)2/GNS复合物具有较高的容量特性和较好的倍率特性。2.运用简单易行的表面修饰方法,合成了具有三维网络电子传输通道的Ni(OH)2/P-CNT复合物。Ni(OH)2纤维相互交织并均匀地包裹在碳网络上,从而形成复杂的网路结构。经过电化学测试表明,Ni(OH)2/P-CNT复合物具有很高的比电容及良好的倍率特性。3.采用水热微乳法合成了新型的Ni(OH)2/P-CNT复合物。具有特殊的三维网络结构。这种特殊的多孔网络结构不仅提高了Ni(OH)2在电化学过程中的利用效率,而且也为快速的离子迁移和电子传输提供了良好的通道。