黎辉常:氢氧化镍纳米复合石墨烯的制备及其超级电容器的应用论文

黎辉常:氢氧化镍纳米复合石墨烯的制备及其超级电容器的应用论文

本文主要研究内容

作者黎辉常(2019)在《氢氧化镍纳米复合石墨烯的制备及其超级电容器的应用》一文中研究指出:氢氧化镍由于具有较好的电化学性能和无污染等特点,在镍基二次电池(如镍氢电池、锌镍电池、镉镍电池)、电化学超级电容器、电化学传感器、吸波材料等领域中都有广泛的应用,是一类非常重要的功能材料,尤其是其作为电化学储能材料一直以来受到广泛的关注。本文主要围绕氢氧化镍表面修饰掺杂、复合、可控制备及其电化学储能性能上的应用进行探讨,并对所制备的复合材料进行结构及形貌等表征。主要研究内容如下:(1)以氢氧化钠为沉淀剂,采用一步水热法成功制备了β-Ni(OH)2原位复合还原氧化石墨烯(rGO)的电极材料。Raman表明在热碱环境中经过水热反应后,氧化石墨烯被还原,导电性得到提高。FESEM分析表明复合石墨烯能有效抑制氢氧化镍纳米粒子团聚,有利于提高活性物质的利用率。电化学性能测试表明,在氢氧化镍中复合石墨烯能有效地提高材料的导电性能、增强扩散速度,降低电化学反应电阻,尤其是改善了材料的大电流充放电性能。其中,电化学性能最佳的复合材料,在1 A g-1时比电容为1975 F g-1,甚至在电流密度为30 A g-1时,仍具有1097 F g-1的比电容。(2)为提高超级电容器的工作电压,增大其能量密度,通过引入rGO作为负极,以上述制备的复合材料作为正极组装非对称超级电容器,并进行电化学性能测试。当电流密度为0.5 A g-1时,比电容可达97 F g-1;当电流密度为10 A g-1时,比电容还能保持64 F g-1,具有较好的倍率性能。该装置在3 A g-1下循环3000次后,其比电容保持率为74%,显示出良好的循环稳定性。而且在功率密度为0.39 kW kg-1时,其能量密度为32.4 Wh kg-1。(3)以尿素为沉淀剂,采用一种简便、可控的共沉淀法合成了具有三维介孔结构的铝掺杂α-Ni(OH)2复合rGO的电极材料。通过复合rGO,大大的增加了材料的比表面积,显著增大电极材料与电解质的接触面积,从而明显改善电化学性能。其在1 A g-1时比电容为2558 F g-1,甚至在电流密度为30 A g-1时,仍具有1925 F g-1的比电容。此外,在两电极体系下进行电化学性能测试中,当功率密度为0.39 kW kg-1时,其能量密度为46.4 Wh kg-1。在3000次循环后(在3A g-1的电流密度下)保持72%的初始容量,显示出高倍率性能和长周期寿命。这种复合材料性能的提高归结于其独特的三维层状介孔结构。

Abstract

qing yang hua nie you yu ju you jiao hao de dian hua xue xing neng he mo wu ran deng te dian ,zai nie ji er ci dian chi (ru nie qing dian chi 、xin nie dian chi 、ge nie dian chi )、dian hua xue chao ji dian rong qi 、dian hua xue chuan gan qi 、xi bo cai liao deng ling yu zhong dou you an fan de ying yong ,shi yi lei fei chang chong yao de gong neng cai liao ,you ji shi ji zuo wei dian hua xue chu neng cai liao yi zhi yi lai shou dao an fan de guan zhu 。ben wen zhu yao wei rao qing yang hua nie biao mian xiu shi can za 、fu ge 、ke kong zhi bei ji ji dian hua xue chu neng xing neng shang de ying yong jin hang tan tao ,bing dui suo zhi bei de fu ge cai liao jin hang jie gou ji xing mao deng biao zheng 。zhu yao yan jiu nei rong ru xia :(1)yi qing yang hua na wei chen dian ji ,cai yong yi bu shui re fa cheng gong zhi bei le β-Ni(OH)2yuan wei fu ge hai yuan yang hua dan mo xi (rGO)de dian ji cai liao 。Ramanbiao ming zai re jian huan jing zhong jing guo shui re fan ying hou ,yang hua dan mo xi bei hai yuan ,dao dian xing de dao di gao 。FESEMfen xi biao ming fu ge dan mo xi neng you xiao yi zhi qing yang hua nie na mi li zi tuan ju ,you li yu di gao huo xing wu zhi de li yong lv 。dian hua xue xing neng ce shi biao ming ,zai qing yang hua nie zhong fu ge dan mo xi neng you xiao de di gao cai liao de dao dian xing neng 、zeng jiang kuo san su du ,jiang di dian hua xue fan ying dian zu ,you ji shi gai shan le cai liao de da dian liu chong fang dian xing neng 。ji zhong ,dian hua xue xing neng zui jia de fu ge cai liao ,zai 1 A g-1shi bi dian rong wei 1975 F g-1,shen zhi zai dian liu mi du wei 30 A g-1shi ,reng ju you 1097 F g-1de bi dian rong 。(2)wei di gao chao ji dian rong qi de gong zuo dian ya ,zeng da ji neng liang mi du ,tong guo yin ru rGOzuo wei fu ji ,yi shang shu zhi bei de fu ge cai liao zuo wei zheng ji zu zhuang fei dui chen chao ji dian rong qi ,bing jin hang dian hua xue xing neng ce shi 。dang dian liu mi du wei 0.5 A g-1shi ,bi dian rong ke da 97 F g-1;dang dian liu mi du wei 10 A g-1shi ,bi dian rong hai neng bao chi 64 F g-1,ju you jiao hao de bei lv xing neng 。gai zhuang zhi zai 3 A g-1xia xun huan 3000ci hou ,ji bi dian rong bao chi lv wei 74%,xian shi chu liang hao de xun huan wen ding xing 。er ju zai gong lv mi du wei 0.39 kW kg-1shi ,ji neng liang mi du wei 32.4 Wh kg-1。(3)yi niao su wei chen dian ji ,cai yong yi chong jian bian 、ke kong de gong chen dian fa ge cheng le ju you san wei jie kong jie gou de lv can za α-Ni(OH)2fu ge rGOde dian ji cai liao 。tong guo fu ge rGO,da da de zeng jia le cai liao de bi biao mian ji ,xian zhe zeng da dian ji cai liao yu dian jie zhi de jie chu mian ji ,cong er ming xian gai shan dian hua xue xing neng 。ji zai 1 A g-1shi bi dian rong wei 2558 F g-1,shen zhi zai dian liu mi du wei 30 A g-1shi ,reng ju you 1925 F g-1de bi dian rong 。ci wai ,zai liang dian ji ti ji xia jin hang dian hua xue xing neng ce shi zhong ,dang gong lv mi du wei 0.39 kW kg-1shi ,ji neng liang mi du wei 46.4 Wh kg-1。zai 3000ci xun huan hou (zai 3A g-1de dian liu mi du xia )bao chi 72%de chu shi rong liang ,xian shi chu gao bei lv xing neng he chang zhou ji shou ming 。zhe chong fu ge cai liao xing neng de di gao gui jie yu ji du te de san wei ceng zhuang jie kong jie gou 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自华侨大学的黎辉常,发表于刊物华侨大学2019-10-31论文,是一篇关于氢氧化镍论文,还原氧化石墨烯论文,复合材料论文,非对称超级电容器论文,华侨大学2019-10-31论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自华侨大学2019-10-31论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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