论文部分内容阅读
Ni(OH)2和NiO被广泛用于存储和转换设备的活性材料,由于它们具有理论比容量高、环境友好、原料来源丰富等优点,这使他们成为近年来超级电容器电极材料领域的研究热点。由于它们不稳定的结构和较低的导电率,使其实际容量远低于理论容量。本实验通过模板法制备出了中空盒状的Ni(OH)2和NiO,并且将其与石墨烯复合,然后研究其微观结构变化及其在碱性电解液中的电化学性能。采用X-射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对结构以及形貌进行表征,电化学性能测试包括循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗谱(EIS)。通过模板法制备出了中空盒状的Ni(OH)2。制备出的纳米粒子大小为200300nm,形貌规则均一。其电化学性能表现为在1 A/g下比电容达到717.84 F/g,从1 A/g到5 A/g比电容量的保持率为6.6%,在2 A/g下2000圈保持率44.12%。通过水热法实现了Ni(OH)2和石墨烯的复合。结果显示,当Ni(OH)2:GO(NG6)为6:1时为性能最佳的,在1 A/g下比电容达到626.84 F/g。从1 A/g到5 A/g比电容量的保持率为50%,提高了43.4%,在2 A/g下2000圈保持率69.1%,石墨烯的加入使循环稳定性提高了24.98%。通过高温煅烧的方法制备出了中空盒状的NiO。结果显示,中空盒状的结构并未发生改变,得到的最佳烧结温度为450℃。其性能为在1 A/g下比电容达到1188.6F/g,高于Ni(OH)2的717.84 F/g。从1 A/g到5 A/g比电容量的保持率为88.6%,在2A/g下2000圈保持率51.9%。在上述的基础上,运用物理混合后烧结的方法制备出了氧化镍和石墨烯的复合物(NiO/RGO)。并通过改变原料比例来调节复合材料的性能,结果发现当NiO和GO的比例为2:1时,复合物NiO/RGO表现出最优的电化学性能,在1 A/g下比电容达到670.8 F/g,从1 A/g到5 A/g比电容量的保持率分别为69.8%,在2 A/g下2000圈以后保持率为49.6%。