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《柔性納米多孔鎳_氧化鎳復合電極的制備及其儲能特性的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：TG146密級：UDC：620編號：201421803021河北工業(yè)大學碩士學位論文柔性納米多孔鎳/氧化鎳復合電極的制備及其儲能特性的研究論文作者：胡慶豐學生類別：全日制學科門類：工學學科專業(yè)：材料加工工程指導教師：秦春玲職稱：教授資助基金項目：本研究獲得國家自然科學基金(51671077)和河北省自然科學基金(E2016202212)資助DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsProcessingEngineeringFABRICATIONANDENERG
2、YSTORAGECHARACTERISTICSOFFLEXIBLENANOPOROUSNi/NiOCOMPOSITEELECTRODESbyHuQingfengSupervisor:Prof.QinChunlingMay2017ThisworkwasfinanciallysupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(51671077)andtheNaturalScienceFoundationofHebeiProvince,China(E2016202212)摘要隨著超級電容器的快速發(fā)展，納米多孔金屬作為新型超級電容器的
3、電極材料成為倍受關(guān)注的研究熱點。然而，納米多孔金屬大多韌性不足、易斷裂，無法在較大的彎曲變形狀態(tài)下保持機械完整性。本論文選用快速凝固技術(shù)制備高柔韌性鎳基非晶條帶，采用“自由脫合金-自然氧化”一步法制備納米多孔鎳/氧化鎳(NanoporousNi/NiO，np-Ni/NiO)復合電極材料。通過控制脫合金時間來調(diào)控腐蝕深度，保留一定厚度的非晶基體芯層，開發(fā)出具有三明治結(jié)構(gòu)的(NiO/np-Ni︱韌性非晶合金︱np-Ni/NiO)一體化柔性電極。本論文首先以Ni40Zr60非晶條帶為前驅(qū)體，氫氟酸為腐蝕液，制備柔韌性np-Ni/NiO復合電極，考察了腐蝕液濃度及脫合金時間對電極的形貌、整
4、體結(jié)構(gòu)、柔韌性及儲能特性的影響，初步確定了一個較為合適的電極制備工藝；在此研究基礎之上，進一步以Ti元素取代Ni40Zr60前驅(qū)體中的部分Zr元素，探究了前驅(qū)體中Ti元素的添加對電極的表面形貌、柔韌性及儲能特性影響。結(jié)果表明：Ni40Zr60非晶條帶在0.05M氫氟酸中脫合金后，條帶表面均勻分布著大量星狀裂紋；以Ti元素取代Ni40Zr60中50%的Zr元素時，Ni40Zr30Ti30脫合金后的表面星狀裂紋基本消失，可獲得均勻、疏松的納米多孔形貌；當Ti元素完全取代Zr元素時，Ni40Ti60脫合金后的表面多孔形貌則較為致密。依據(jù)前驅(qū)體中Ti元素的原子百分比含量，將上述三種前驅(qū)體制
5、備的電極分別記為“電極T-0”、“電極T-30”和“電極T-60”。三種電極均表現(xiàn)出可彎曲變形的能力，但在手指按壓測試中，電極T-0破碎斷裂，電極T-30和電極T-60未發(fā)生破碎斷裂現(xiàn)象。說明Ti的添加能有效地改善電極的表面形貌和柔韌性。在1A/cm3放電電流密度下，電極T-0、電極T-30和電極T-60的最大體積比電容值分別為730F/cm3、806F/cm3和177F/cm3；電流密度從1A/cm3升至128A/cm3時，三種電極的測試比電容值分別衰減了65.7%、19.7%、17.3%。說明電極T-30表面均勻、疏松的多孔結(jié)構(gòu)更有利于綜合提升電極的儲能容量和倍率性能。關(guān)鍵字：
6、鎳基非晶合金，自由脫合金，np-Ni/NiO復合材料，柔性電極，超級電容器IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofsuper-capacitors,nanoporousmetalasanewtypeofsuper-capacitorselectrodematerialshasbecomeahotresearchtopic.However,mostofthenanoporousmetalsarebrittle,easytobreak,andcannotmaintainmechanicalintegrityinastateofhighcurvature.In
7、thepresentthesis,wereportanintegratednanoporousnickel/nickeloxide(np-Ni/NiO)compositeelectrodematerialssynthesizedbychemicaldealloyingtheductileNi-basedmetallicglasses(MGs)ribboncoupledwithnaturaloxidation.Theinneramorphouslayeroftheduc
