镍钴复合氧化物的制备及其电化学性能研究

作     者：马雪婧 maxuejing

作者单位：兰州理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孔令斌

授予年度：2014年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 081704[工学-应用化学] 0808[工学-电气工程] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

主      题：超级电容器 复合金属氧化物 电化学性能 Co3O4@MMoO4(M=Ni,Co) NiO@MMoO4(M=Ni,Co) 

摘      要：超级电容器,亦称电化学电容器,是一种介于电池和静电电容器之间的新型的储能元件,由于其具有快速可充电性能、长循环寿命、外形轻便等优点,同时兼具传统物理电容器的高功率密度及化学电池的高能量密度,从而成为下一代能量装置中最具发展前景的候选者之一。以往所报道研究的超级电容器电极材料中,金属氧化物以其较高的比容量和优异的电化学性能获得了研究者最广泛的关注,而近期的研究热点又主要集中在复合电极材料的开发和应用上。 据此,本文设计了以泡沫镍为集流体、Co304和NiO为核层材料、NiMoO4不口CoMoO4为壳层材料的二元金属氧化物复合电极材料的制备方法,并且通过XRD、SEM和TEM等测试手段对其组成、形貌及微观结构进行了分析与表征,同时利用电化学工作站及蓝电测试系统对其电化学性能进行了全面的分析。主要内容如下： 1、以Co(NO3)2-6H2O和CO(NH2)2为原料,泡沫镍为集流体,采用水热法合成前驱体,经过热处理后得到了核层材料Co304纳米线,然后再以NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O和Na2MoO4·2H2O为原料,通过水热法在该核层材料上生长出了NiMoO4和CoMoO4壳层材料,最终形成了具有特殊结构的Co3O4@NiMoO4和Co3O4@CoMoO4二元金属氧化物复合电极材料。为了研究该复合材料的电化学性能,我们制备了具有不同反应温度、不同原料摩尔比和不同沉积时间的样品,研究结果表明,在最优条件下制备所得的电极材料具有适宜的结晶度和规整有序的形貌。而且,通过电化学测试方法测试可知,该电极材料具有优异的电化学性能,同时Co3O4@NiMoO4以及Co304@CoMo04材料的单电极比容量分别为2041Fg-1和857Fg-1。 2、以Ni(NO3)2·6H2O和CO(NH2)2为原料,泡沫镍为集流体,采用水热法合成前驱体,经过热处理后得到了核层材料NiO纳米线,然后再以NiCl2·6H2O、CoCl2-6H2O和Na2MoO4·2H2O为原料,通过水热法在合成好的NiO纳米线上生长NiMoO4和CoMoO4壳层材料,最终制备得到具有特殊结构的NiO@NiMoO4和NiO@CoMoO4二元金属氧化物复合电极材料。在实验过程中,我们制备了具有不同反应温度、不同原料摩尔比和不同沉积时间的样品,并研究了该电极材料的电化学性能。结果表明,在最优条件下制备所得的电极材料具有适宜的结晶度和规整有序的形貌,从而使得该电极材料具有了优异的电化学性能。