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《鈷酸鎳及其復(fù)合材料的控制合成與電化學性能研究》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、鈷酸鎳及其復(fù)合材料的控制合成與電化學性能研究重慶大學碩士學位論文（專業(yè)學位）學生姓名：況敏指導教師：張育新教授專業(yè)：材料科學與工程學科門類：工學重慶大學材料科學與工程學院二O一五年五月TunableSynthesisandElectrochemicalPerformanceStudyofNickelCobaltiteandCompositeNanostructuresAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialSatisfactionoftheRequirementsfort
2、heMaster’sDegreeofEngineeringByKuangMinSupervisedbyProf.ZhangYuxinSpecialty:MaterialsScienceandEngineeringCollegeofMaterialsScienceandEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要超級電容器是一種新型的綠色能量存儲裝置，迄今，已引起世界各國研究者的廣泛關(guān)注。對于超級電容器而言，電極材料的性質(zhì)對其電化學性能有著至關(guān)重要
3、的影響。因此對超級電容器電極材料的設(shè)計和研究具有重要意義。三元金屬氧化物鈷酸鎳（NiCo2O4）因其高的電化學活性、好的導電率以及環(huán)境友好等特點而被認為是非常有前景的超級電容器電極材料。然而，在實際的電極反應(yīng)中，由于NiCo2O4電極材料的利用率低、孔結(jié)構(gòu)不均勻以及結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等因素大大降低了NiCo2O4的應(yīng)用。因此，本論文通過研究設(shè)計新穎的NiCo2O4納米多孔結(jié)構(gòu)和復(fù)合電極材料，來增加其比表面積和反應(yīng)動力學性質(zhì)，在保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時還能有效提高電極材料利用率和電荷存儲能力。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：首先，利用簡單、溫和
4、的水熱法，在沒有使用模板和表面活性劑的條件下成功合成蒲公英狀的NiCo2O4微球，并考察了其電化學性能。測試結(jié)果表明，在電-1-1流密度為1Ag時，NiCo2O4微球的比電容為372Fg，當電流密度從1增加到10-1-1Ag時，其比電容仍有84.1%的保持率。并且在電流密度為5Ag下循環(huán)2000次后其比電容保持率為88.3%。其次，利用水熱法和化學共沉淀法成功制備出NiCo2O4-MnO2和Co3O4-MnO2復(fù)合納米線，使用XRD、SEM、TEM和BET等技術(shù)對其成分和結(jié)構(gòu)進行了表征，并對比了NiCo2O4-MnO2和C
5、o3O4-MnO2納米線的超級電容器性能。測試結(jié)果表明NiCo2O4-MnO2納米線具有大的比表面積、高的孔隙率以及好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。且NiCo2O4-MnO2納米線三電極體系下表現(xiàn)出較好的電化學性能，其比電容為343F-1-1g，在5Ag的電流密度下循環(huán)3000次后，容量保持率為89.7%。最后，以Cu納米線作為載體，利用化學共沉淀法成功制備出Cu/CuOx/NiCo2O4核殼納米線。金屬Cu可以增加復(fù)合材料的導電性，從而提高電極材料的電子遷移-1率。三電級體系下的電化學性能測試表明，在1Ag的電流密度下，-1Cu/CuO
6、x/NiCo2O4核殼納米線的比電容達到578Fg，經(jīng)過6000次的充放電后，比電容保留率為98.9%，表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性能。在兩電極體系的研究中，Cu/CuOx/NiCo2O4//AG非對稱超級電容器件最大能量密度和功率密度分別達到-1-1-112.6Whkg和4.94kWkg，且在2Ag的電流密度下循環(huán)10000次后仍有98.2%的電容保持率，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛能。本論文圍繞NiCo2O4電極材料，利用納米材料自組裝的思路制備出三維NiCo2O4微球和兩種不同的一維NiCo2O4核殼納米線，并深入研究了其超級電容器
7、性能，為深入開發(fā)和研究NiCo2O4材料在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可靠的思路。同I重慶大學碩士學位論文時，制備得到的NiCo2O4復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能，是目前能量存儲領(lǐng)域的優(yōu)選材料。關(guān)鍵詞：超級電容器，鈷酸鎳，復(fù)合材料，核殼結(jié)構(gòu)，納米線II英文摘要ABSTRACTInrecentyears,electrochemicalcapacitors,alsocalledsupercapacitors,haveattractedtremendousinterestaspowersourcesforapplicationsreq
8、uiringquickburstsofenergy.Itiswellknownthatelectrodematerialsplayavitalroleintheelectrochemicalperformanceofsupercapacitors,soresearchforthenovelelectro
