镍基赝电容材料作为超级电容器电极材料的研究

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1、分类号：学校代码：10128UDC：学号：20151800085硕士学位论文（学生类别：全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：化学工程论文题目：镍基赝电容材料作为超级电容器电极材料的研究英文题目：Theresearchofnickelbasedpseudacapacitormaterialaselectrodematerialforsupercapacitor学生姓名：刘玲导师姓名：宁红梅副教授张志军高级工程师二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要超级电容器是一种新型的储能器件，具有许多

2、储能器件无法比拟的优点。比传统电容器具有更高的能量密度；相比蓄电池，超级电容器具有更高的功率密度并且循环使用率更长久。电极材料作为器件中最为重要的组成部分，其电容值的大小会直接影响到整体器件的电化学性能。电极材料的电容值越高，器件的能量密度就越高。本论文采用水热沉积法制备出具有良好电化学性能的α-Ni(OH)2电极材料，制备过程中通过引入阴阳离子，对α-Ni(OH)2进行改性，从而提升α-Ni(OH)2电容值，系统地研究了阴阳离子对α-Ni(OH)2电极材料的结构、形貌和电化学性能的影响，并且将改性后的α

3、-Ni(OH)2作为正极材料，与活性炭组装成非对称型的超级电容器。具体研究内容如下：-（1）引入F阴离子，因为F离子电负性最大，具有选择吸附性，可以吸附在α-Ni(OH)2纳米晶的晶面上，使得α-Ni(OH)2沿（003）（006）六角形晶面生长。调控后的α-Ni(OH)2电极材料形貌为六边片层结构，且表现出优越的赝电容特性，-1-1在1A·g电流密度下质量比电容值最高可以达到2928F·g。（2）引入Co阳离子，由于Ni与Co都是第四周期的元素，离子的价态和半径均相近，可以实现α型Ni(OH)2中取代掺

4、杂Co。因为Co的电负性要比Ni2+的小，更易得失电子，更易发生电荷存储。Co掺杂后的α-Ni(OH)2电极材料形-1貌为纳米片与纳米线的结合，同样表现出优越的赝电容特性，在1A·g的电流-1密度下，质量比电容值高达2879.8F·g。关键词：氢氧化镍；氟离子；钴离子；超级电容器I内蒙古工业大学硕士学位论文ABSTRACTSupercapacitor,asanewtypeofenergystoragedevice,hasmanyadvantages.Theenergydensityishigherthan

5、thetraditionalcapacitor,andithasahigherpowerdensityandlongercyclelifethanthebattery.Theelectrodematerialisthemostimportantcomponentinthedevice.Thespecificcapacitanceoftheelectrodematerialwilldirectlyaffecttheelectrochemicalperformanceofthewholedevice.Thec

6、apacitancevaluedependsonthemicrostructureandmorphologyoftheelectrodematerial.Inthispaper,α-Ni(OH)2electrodematerialwithgoodelectrochemicalpropertieswaspreparedbyhydrothermaldeposition.Theα-Ni(OH)2materialsismodifiedbyintroducinganionandcationtoenhancethec

7、apacitancevalueofα-Ni(OH)2materials.Theeffectsofanionandcationonthestructure,morphologyandelectrochemicalpropertiesofα-Ni(OH)2electrodematerialsweresystematicallystudied.Modifiedα-Ni(OH)2asapositivematerial,andactivecarbonasanegativematerial,assemblyintoa

8、symmetricalsupercapacitor.Thespecificresearchcontentsareasfollows:--(1)IntroductiontheFions,theFionshavethemaximumelectronegativityandselectiveadsorbability,whichcanbeadsorbedonthecrystalsurfaceofnanocrystall-ineoft