导电聚合物材料如聚吡咯(PPY),聚乙烯二茂铁(PVF)和聚苯胺(PAN)等[17],它们的导带和价带之间有很宽的能隙,可以发生快速可逆的n 型或p 型掺杂,还可发生氧化还原反应,拥有储存大量的电荷能力和很大的工作电位。由于该种材料比容量大,导电性能好,已经成为研究超级电容器的另一个热门领域[18]。文献综述
1。4 钴镍氢氧化物及其复合材料的发展状况
钴镍双金属氢氧化物及其复合材料成本较低,并且具有独特的层状结构和良好的氧化还原反应活性,是一类具有极大应用前景电化学电容器的电极材料,已成为研究的热点,倍受青睐。Ni(OH)2和Co(OH)2有两种晶型,α 相和β 相[19]。不同的晶型具有不同的性质。α 晶型的镍钴双金属氢氧化物复合材料结构为类水滑石结构,CoxNi1-x(OH)2层板本身带正电荷,阴离子和以氢键与基团结合在一起的水分子分离开相邻的两层,层与层之间由于阴离子的不同,距离也会发生变化。β 晶型的镍钴双金属氢氧化物复合材料拥有一定的组成及结构,层与层之间紧密堆积,没有可插层的基团或离子。α 晶型的镍钴双金属氢氧化物复合材料比β 晶型的镍钴双金属氢氧化物复合材料拥有较大的层间距,这样就类似于一个带有更多空洞的介孔,可以为氧化还原反应提供很好的路径,提高比电容。实验表明氢氧化钴和氢氧化镍复合后的材料性能更为理想,所以我们以镍钴双金属氢氧化物复合材料为中心对其进行电化学性能的研究,以期得到较好的的电极材料。
1。5 二次电池发展现状及负极材料
作为另外一种新型储能元件,高容量二次电池由于具有对环境无污染,比能量高,循环稳定性好等多种优点,逐渐成为研究热点[20]。不同于电容器,电池是通过正极或负极发生化学反应,将不稳定的化学能转化为电能。合适的电池负极材料对于提高电池的性能具有重要的战略意义,但由于传统材料不能满足人们对电池性能的要求,因此电池负极材料需要不断研发,不断突破。由于Co3O4的比容量高,材料易取,成本低廉,是一种潜在的优秀负极材料[21],但是由于快速的容量衰减和首次容量损失较大,阻碍了该材料的发展,本文希望寻找一种制备方式,尽量减少该材料的缺陷,促进二次电池的发展。
1。6 立题的目的及研究内容
众所周知,超级电容器是一种拥有广阔前景的新型储能元件,电极是超级电容器的重要元件,电极材料会对超级电容器的性能起到决定性作用,因此研究适宜的电极材料就会促进超级电容器的发展。虽然以贵金属氧化物为电极材料的电容器电化学性能很优异,但成本过高,所以我们希望能利用其他相对廉价的金属替代贵金属,如NiO,Ni(OH)2,CoOx,Co(OH)2 和MnO2等。其中Ni(OH)2和Co(OH)2由于具有优异的氧化还原活性,层状结构,资源相对丰富并且对环境友好,在替代贵金属制作电极的方面极具潜力。Co(OH)2的理论比电容为3458 F∙g-1,但到目前为止,人们以Co(OH)2为电极材料实际制备的电容器所拥有的比电容要小的多,Ni(OH)2同样也是这种状况。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
因此本文旨在研究开发性能较为优良的电极材料,始终围绕着α 晶型的镍钴氢氧化物复合材料的制备和电化学性能的测试,开展研究工作。一般来说,材料的制备方法、化学组成、实验条件决定了材料的结构和组成,而这些因素也会最终决定着材料的电化学性能,因此,我们通过化学共沉淀的方法制备α 晶型的镍钴氢氧化物复合材料,按照镍钴不同的配比,制备不同组分的镍钴氢氧化物复合材料,讨论镍、钴最好的配比,并研究其电化学性能,探讨最适宜的实验方法以达到缩短离子扩散的途径,降低材料的接触电阻,提高电极材料的相稳定性,增大电荷储存面积,提高超级电容器的电化学性能。