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《檸檬酸鹽凝膠法制備納米nimn復(fù)合氧化物電極材料及其電容特性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要基于雙電層電容或法拉第準(zhǔn)電容的電化學(xué)電容器(ElectrochemicalCapacitors，ECs)，因其極高的功率密度、長使用壽命和對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，近年來受到移動(dòng)通訊、便攜式計(jì)算機(jī)和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的極大關(guān)注，已成為移動(dòng)電源技術(shù)發(fā)展方向之一。金屬氧化物基電化學(xué)電容器因其法拉第準(zhǔn)電容特性比活性炭基電化學(xué)電容器更具發(fā)展?jié)摿?，因而在電化學(xué)電容器領(lǐng)域受到越來越多的重視。電極材料是決定電化學(xué)電容器性能的關(guān)鍵因素之一，納米Ni．Mn復(fù)合氧化物因具有較好的電化學(xué)性能和比氧化釘價(jià)格低廉的優(yōu)勢而有望被用作電化學(xué)電容器電極材料。但目前制備納米
2、金屬氧化物粉體的方法(如沉淀法、溶膠．凝膠法、電沉積法等)存在制備條件苛刻，生產(chǎn)規(guī)模難以擴(kuò)大，所制各的材料電容量相對較低，工作電位范圍窄及循環(huán)穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)。因此，進(jìn)行納米Ni—Mn復(fù)合電極材料制備方法及其超電容性的研究有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文對以堿式碳酸鎳、醋酸錳和檸檬酸為原料，采用檸檬酸鹽凝膠法制各納米Ni—Mn復(fù)合氧化物的工藝過程及納米Ni—Mn復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)及電容特性進(jìn)行了研究。通過傅立葉紅外光譜(FTIR)、X．射線衍射(XRD)對檸檬酸鎳錳凝膠形成的分析，熱重一差示掃描量熱技術(shù)(TG—DSC)對檸檬酸鎳錳凝膠的熱分解過程的研究，
3、XRD、掃描電子顯微鏡(SEM)及X射線能譜分析(EDX)、比表面積(BET)測定等對檸檬酸鎳錳凝膠在不同熱處理?xiàng)l件下產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和特性的表征，發(fā)現(xiàn)檸檬酸鎳錳凝膠前驅(qū)體中檸檬酸含量、鎳／錳比、熱處理溫度及時(shí)間對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能均有一定程度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，檸檬酸、鎳和錳的摩爾比為8．4：6：l，在400‘C下空氣氣氛中熱處理1小時(shí)為本實(shí)驗(yàn)制備納米Ni．Mn復(fù)合氧化物的優(yōu)化工藝條件。在此優(yōu)化工藝條件下制備的納米Ni—Mn復(fù)合氧化物粉體材料的比表面積大于109m2／g，一次粒子粒徑小于10nm，含碳量約37％，錳離子進(jìn)入氧化鎳晶格形成了固溶體氧化物。江蘇
4、大學(xué)碩士學(xué)位論文在多通道恒電位／電流儀(VMP2)上，利用循環(huán)伏安法(CV)和交流阻抗分析(EIS)，對以納米Ni—Mn復(fù)合氧化物為電極活性物質(zhì)的工作電極在KOH電解液中的電化學(xué)’性能進(jìn)行了研究，并通過恒流充放電實(shí)驗(yàn)對模擬電容器的容量和充放電循環(huán)性能進(jìn)行了測試和研究。結(jié)果表明，納米Ni—Mn復(fù)合氧化物電極的電容由法拉第準(zhǔn)電容和雙電層電容組成，具有金屬氧化物與碳復(fù)合的電極特性，其比容量與電解質(zhì)濃度、掃描速度、材料結(jié)構(gòu)及組成有關(guān)。在4mol／L濃度的KOH電解液中，工作電位為0．8V，電流密度為10mA／em2時(shí)，模擬電容器電極活性物質(zhì)的比容量為194．8
5、F／g，能量密度為54．8Wh／kg，功率密度為3．75kW／kg，經(jīng)1000次循環(huán)后容量衰減21．8％左右，容量衰減的原因可能與法拉第準(zhǔn)電容有關(guān)。關(guān)鍵詞：檸檬酸鹽凝膠法；電化學(xué)電容器；法拉第準(zhǔn)電容；電化學(xué)性能納米Ni—Mn復(fù)合氧化物Il江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTElectrochemicalCapacitors(ECs)duetopseudocapacitanceanddoublelayercapacitancearecharacterizedwithhighspecificpowerdensity,longcyclelifeandnont
6、oxicandhaveattractedever-increasingattentionformobilecommunication，portablecomputers，zeroemissionelectricvehiclesandSOoninthepastfewyears．Thesedevicesbecomeoneofdirectionsfordevelopingtheadvancedpowersources．TheECsbasedODmetaloxideelectrodeactivematerialsduetopseudocapacitancesh
7、avegreaterpotentialusesthanthecurrentdouble—layercapacitorsbasedonactivecarbons．OneofthekeyfactorsfortheECsperformancesistheelectrodeactivematerialandnanosizedNi—Mnmixedoxidesareconsideredtobepromisingelectrodeactivematerialsasgoodelectrochemicalcharacteristicsandlowerpricethanm
8、theniumoxides．Theconventionalprocessesfornanosi
