论文摘要
超级电容器是一种介于电池和静电电容之间的新型储能元件，其功率密度比电池高数十倍，能量密度比静电电容高数十倍。可广泛应用于电动汽车的启动和刹车系统，移动通讯、信息技术、航空航天和国防科技等领域，近年来已经成为研究的热点，因此开展超级电容的研究具有很大的应用价值。本论文对超级电容器的特点、研究现状、和对制备材料作了一定阐述。就氧化镍超级电容器电极材料的制备工艺及性能测试开展了一系列的研究，着重研究了实验参数对材料比容量和有效表面积的影响，并对储电机理进行了初步探讨。本试验选用钛合金做基片，把金属镍电镀到钛合金基片上形成膜，再将镍阳极氧化完成薄膜电极的制作。采用了X-射线衍射、充放电、循环伏安、计时电流、塔菲尔等实验方法和测试手段对材料的相结构和性能进行了鉴定和检测，得出以下结论：（1）采用X-射线衍射，未检测出氧化镍。因为薄膜太薄，检测时被穿透，只有钛和镍的衍射谱。但通过有效表面积的计算，发现实验样品与镍片的有效表面积比较，有较大的增加，可推断在镍表面形成了阳极氧化膜。（2）采用电沉积-阳极氧化法制备镍阳极氧化膜电极材料中，经实验优化的工艺参数为：电化学氧化介质KOH的浓度为4mol／l，氧化温度60℃，氧化电压1.1V，氧化时间2h。氧化温度对电化学性能影响最大、其次是氧化介质的浓度。（3）对镍阳极氧化膜电极进行充放电测试，电极的放电过程平稳，阳极氧化温度为60℃时，电极具有最大的分步容量和放电比容量。进行了计时电流测试，电极在氧化温度为60℃具有较大的表面积。通过循环伏安测试，分析了不同氧化温度下的循环伏安曲线。氧化温度较低时，有氧化还原峰出现，随着氧化温度的增加，峰高越来越低，到60℃时，氧化还原峰消失，循环伏安曲线类似矩形，表现良好的电容器电极材料的特点。通过塔菲尔曲线测试，阳极氧化温度与电荷转移速率之间关系较复杂，有待于进一步研究。（4）通过测试发现，在氧化温度为60℃时所制备的镍阳极氧化膜具有作为超级电容器电极材料的潜力。