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《鈷酸鎳納米結(jié)構(gòu)材料的合成及電化學性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、學校代號：10532學密號：S11072029級：湖南大學碩士學位論文鈷酸鎳納米結(jié)構(gòu)材料的合成及電化學性能研究TheresearchofDreDarationandelectrochemicalpropeIrtiesoflnereSearCnOtpreparatIOnanQeleCtrOCnemlCalprOpenleSOINiC0204nanomaterialsByDuJunB．S．(ShanxiDatongUniVersity)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegree
2、ofMasterofScience1nPhysicsintheGraduateschoolofHunanUniVersitySuperVisorProf．essorChenLibaoMay，2014湖南大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師指導下獨立研究所取得的科研成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其它人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：紅霧日期：糾?年歲月印日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有保留
3、、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮影或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1．保密口，在——年解密后使用本授權(quán)書。2．不保密留。(請在以上相應方框內(nèi)打“√”)作者簽名導師簽名日期：刎≯年歲月2c1日日期：≯怍鄉(xiāng)月印日鈷酸鎳納米結(jié)構(gòu)材料的合成及電化學性能研究摘要隨著能源危機和環(huán)境污染的出現(xiàn)，開發(fā)清潔可再生資源和新能源是今后世界經(jīng)濟中最具有決定性影響的技術(shù)領域之一。鋰離子電池在具有工作電壓高、能量密度大、
4、循環(huán)壽命長、質(zhì)量輕、自放電率低和無污染等優(yōu)點，在手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機等領域得到了廣泛的應用并向電動汽車、空間技術(shù)、國防工業(yè)等領域發(fā)展。進一步提高性能和降低成本是鋰離子電池發(fā)展和改進的主要方向，其關鍵在于開發(fā)高性能和低成本的電極材料。電化學電容器是一種新型的能源裝置，因其功率密度高和循環(huán)性能好等特點，不僅可以用于計算機等后備電源，還可以和鋰離子電池組合作為電動汽車的動力電源系統(tǒng)，因此電化學電容器也是新型化學電源研究熱點。本論文概述了電化學電容器和鋰離子電池電極材料的最新研究進展，并采用電化學沉積法制備出鈷酸鎳電極材料。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(T
5、EM)和X射線衍射(XRD)等測試方法對電極材料的形貌和微觀結(jié)構(gòu)進行分析，采用循環(huán)伏安法(CV)、恒流充放電和電化學阻抗(EIS)等測試方法對電極材料的電化學性能進行研究。主要內(nèi)容概括如下：(1)以碳纖維布為基底，在硝酸鎳和鈷酸鎳的混合溶液中，用電化學沉積法制備了NiC0204納米片陣列，采用了XRD、SEM和TEM表征了電極材料的結(jié)構(gòu)和微觀形貌。XRD結(jié)果顯示材料的衍射峰與鈷酸鎳(JCPDSNo．73．1702)的標準峰相對應。SEM分析結(jié)果表明電極材料呈相互交錯的納米片陣列和這些納米片的厚度大約10nm。這種獨特的結(jié)構(gòu)不僅提供了離子快速進出電極表面通道，而且可以充分
6、利用電極材料的電活性位而發(fā)生氧化還原反應。通過TEM進一步觀察發(fā)現(xiàn)，這些納米片是由許多納米小顆粒(直徑約為5nm)組成的。用循環(huán)伏安和恒流充放電等電化學測試方法對其電化學性能進行研究。結(jié)果表明，所制地的鈷酸鎳電極材料展現(xiàn)出良好的電化學性能，在電流密度為2～g時，其電極的比電容達到2506F儋，并且在10～g的電流密度下經(jīng)過3000次循環(huán)后，電極材料的容量能夠保持80％的初始容量，表明此電極材料高的比容量和良好的循環(huán)穩(wěn)定性，是一種具有潛在應用價值的電化學電容器電極材料。(2)將上述通過電化學沉積法制備出的鈷酸鎳納米片作為電極材料組裝成鋰離子電池進行性能測試。通過循環(huán)伏安、
7、充放電性能測試及循環(huán)性能測試對其電化學性能作出分析。實驗結(jié)果表明，發(fā)現(xiàn)其具有出色的循環(huán)性能和良好的高倍率性能。在電流密度為200n認／g時，首次放電容量為2147II認h／g，其庫倫效率基本維持在99％，經(jīng)過50次循環(huán)后，容量仍然保持在1502InAh／g，具有良好的電Ⅱ碩士學位論文化學性能。這是因為鈷酸鎳納米片一方面較大的比表面積提供大量的儲鋰位置，另一方面其獨特的結(jié)構(gòu)使得鋰離子在其電解液中的滲透更加迅速和有利于循環(huán)的穩(wěn)定性。(3)在碳布上通過電化學沉積的方法制備出的石墨烯和鈷酸鎳的復合材料，并進行材料的表征和電化學性能的測試，其結(jié)果表
