【摘 要】
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超级电容器作为一种新型能源存储器件,由于其具有较高功率密度、优越的循环稳定性以及相对的安全性备受关注。对于超级电容器,开发性能卓越、环境友好的电极材料至关重要。其中,金属镍基硒化物凭借优异的导电性、高电荷存储能力和多样的结构等优势,成为超级电容器最有前途的电极材料之一。然而,单一的镍基硒化物料在充放电过程中会发生体积效应电,导致稳定性较差。因此,本文在单金属硒化物的基础上制备了镍基异质双金属硒化物
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超级电容器作为一种新型能源存储器件,由于其具有较高功率密度、优越的循环稳定性以及相对的安全性备受关注。对于超级电容器,开发性能卓越、环境友好的电极材料至关重要。其中,金属镍基硒化物凭借优异的导电性、高电荷存储能力和多样的结构等优势,成为超级电容器最有前途的电极材料之一。然而,单一的镍基硒化物料在充放电过程中会发生体积效应电,导致稳定性较差。因此,本文在单金属硒化物的基础上制备了镍基异质双金属硒化物复合材料,通过两种金属硒化物间的协同作用有效提高了电极材料的电化学活性和稳定性。具体工作如下:1.以泡沫镍为基底,六水合氯化镍（NiCl2·6H2O）、氯化铜（CuCl2·2H2O）、硒粉（Se）等为原料,采用一步水热技术成功在泡沫镍基底上制备一维异质结构Ni0.85Se@Cu2-xSe的纳米棒电极材料。研究了 Ni源和Cu源在不同添加量下制备出的复合物的电化学性能,其中当两种金属盐Ni2+/Cu2+的摩尔比2:1时,所得复合材料（NCSe-2）的电化学性能最佳。在电流密度为1 A g-1时,NCSe-2比容量可以达到1831 F g-1。在较高电流密度下（10Ag-1）进行5000次循环后容量保持率可保持在84.5%。此外,组装的Ni0.85Se@Cu2-xSe//AC非对称型超级电容器（ASC）,在功率密度为800.1 W kg-1时,能量密度可达到63.2 Wh kg-1,而且表现出了良好的循环稳定性（5000次循环后容量保持率为92.1%）。2.以柔性碳布为基底,六水合氯化镍（NiCl2·6H2O）、氯化锌（ZnCl2）、二氧化硒（SeO2）等为原料,以无水氯化锂（LiCl）作为电解质,配制电解液。通过一步电沉积法在柔性碳布上制备了三维异质结构的Ni0.85Se@ZnSe纳米粒电极材料。研究发现,在扫描速率为10 mV s-1时制备的电极材料微观结构最为独特,呈三维花状结构,该三维花状结构由纳米片组装而成,具有最佳的比表面积,且该条件下所得电极材料具备最高的比容量。在1 A g-1电流密度下,该电极材料比容量达到了 1927 F g-1。更重要的是,与活性炭（AC）组装的Ni0.85Se@ZnSe-10//AC非对称型超级电容器,在功率密度为800 W kg-1时,能量密度达到74.67 Wh kg-1,同时也具有良好的循环稳定性,在循环5000圈后电化学容量保持在90.85%。该研究表明Ni0.85Se@ZnSe纳米复合材料作为超级电容器电极材料具有很大的潜力。3.以六水合氯化镍（NiCl2·6H2O）、乙酸锰（Mn（CH3COO）2·4H2O）、硒粉（Se）为原料,以硼氢化钠（NaBH4）为还原剂,以异丙醇、乙醇胺为溶剂。通过一步水热法成功合成了异质结构的Ni0.85Se@MnSe复合电极材料,且该电极材料主要由尺寸约为30 nm纳米颗粒构成。研究发现,当两种金属盐的摩尔比Ni2+/Mn2+为2:1时,所制备的复合电极材料（NMSe-1）电化学性能最佳。电化学测试结果表明,在电流密度1 A g-1下,最佳样品NMSe-1的比容量为2235.86 F g-1。在较大的电流密度10 A g-1下循环5000圈后容量仍然保持在初始容量的83.2%。将其与活性炭组装成非对称超级电容器,在功率密度为799.81 W kg-1下,能量密度为49.3 Wh kg-1;在电流密度为5 A g-1经过5000圈的长循环之后,仍具有97.8%的容量保持率,说明Ni0.85Se@MnSe复合材料可以作为超级电容器的理想电极材料。
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