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电化学超级电容器是一种介于蓄电池和常规电容器之间的新型储能设备及器件,它具有比常规电容器更大的比能量,比蓄电池更大的比功率和循环使用寿命。利用超级电容器和电池组成混合动力系统,能够很好地满足电动汽车启动、加速等高功率密度输出场合的需要。它可以应用于很多领域,如:混合电动汽车、燃料电池、移动电话、微机等。根据储能原理,超级电容器可以分为双电层电容器和法拉第赝电容器,电极材料主要包括碳材料、金属氧化物和导电聚合物等。 采用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗、X射线衍射、扫描电镜、差热等测试手段对超级电容器的电极材料的制备、电解质溶液的选取等问题展开了一系列较系统的研究。 采用溶胶-凝胶法制备了粉末NiO电极材料,用X-射线衍射(XRD)和充、放电容量测量法对NiO制备、赝电容形成机理和电解液作用进行了初步的理论探讨。NiO贮存电荷形成赝电容的氧化还原反应为:NiO+OH-→NiOOH+e-;NiO电容实际存在的电压范围在0~0.5V。电解液中Li+比K+更具反应性,有利于NiO形成赝电容。LiOH和KOH混合电解液适合于NiO赝电容的形成。Li+帮助NiO形成赝电容,K+提高导电性。粉末NiO电容由赝电容、双电层电容和空间电荷电容组成,但主要是赝电容。酒石酸和Ni(NO3)2·6H2O在摩尔比为1:1、煅烧温度为300℃得到的NiO材料比电容最大,其实际电容约为25F/g。 应用电化学阴极沉积法在泡沫Ni基片上制得Ni(OH)2膜,经热处理得到NiO膜。研究了热处理温度、钴掺杂对NiO膜电极赝电容性能的影响。结果发现:在250~450℃,随着热处理温度的升高,NiO膜电极比电容量逐渐减小。钴掺杂使比电容量显著增大,增加了体相晶体缺陷,扩大了赝电容形成区域,提高了比电容量。 采用电解制备羟基氧化镍,以强碱溶液为电解液,在电解槽中发生阳极氧化反应制备羟基氧化镍的方法,克服了化学氧化法制备羟基氧化镍的缺点,而且电解液和阴阳极可以多次重复使用,是一种制备纯净的高氧化度的羟基氧化镍而低