电化学阴极沉积制备氧化镍/碳纳米管复合电极的准电容特性

A novel type of composite electrode based on multiwalled carbon nanotubes coated with nano nickel oxide particles has been used in supercapacitors. Nickel oxide cathodically deposited from Ni(NO3)2 solution with carbon nanotubes as the matrix exhibited large pseudocapacitance of 25F/g in 6 mol/L KOH. The morphology of composites was examined by scanning electron microscope (SEM). To characterize the CNTs/nickel oxide composite electrode, a charge discharge cycling test for measuring specific capacitance, cyclic voltammetry, and ac impedance test is executed. The nickel oxide composite exhibiting excellent pseudocapacitive behavior(i.e.high reversibility, high specific capacitance, and low self discharge rate) has been demonstrated to be a potential candidate for the application of electrochemical supercapacitors.     

炭/多壁碳纳米管复合材料的制备与超级电容性能

结合环糊精包覆和热处理技术制备了炭/多壁碳纳米管(C/MWCNTs)复合材料, 并研究其应用于超级电容器的性能.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等技术对C/MWCNTs复合材料的形貌及结构进行分析.采用循环伏安和恒流充放电等电化学测试方法研究其电容特性.结果表明, C/MWCNTs复合材料具有良好的电化学性能, 远优于相应的炭及MWCNTs样品.在1 A/g电流密度下, 比电容可达到145 F/g, 循环3000次后, 容量无明显衰减.     

水溶性壳聚糖制备多孔碳/氧化镍复合材料及其电化学电容行为

将水溶性壳聚糖碳化得到多孔碳材料, 然后制备了多孔碳/NiO复合材料. 透射电子显微镜(TEM), X射线衍射(XRD)和N₂吸-脱附实验等结构表征显示, 材料具有富含介孔的孔道结构. 循环伏安(CV), 恒流充放电等电化学测试表明, 复合材料具有良好的电化学电容性能. 其中Ni/C质量比为2:20时, 复合材料在0.1 A·g^-1电流密度下比容量可达355 F·g^-1, 而且经过1500次循环比容量仍保持99%左右, 表现出良好的循环稳定性.     

类普鲁士蓝为前驱体制备纳米NiO及其电化学电容行为

Nanosized nickel oxide was synthesized by immersing the precursor NiHCNFe into 1 mol·L^-1 KOH solution to obtain nickel hydroxide (Ni(OH)₂) and then annealing in air at 300 ℃. X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) tests showed the prepared samples were rhombohedral crystalline structure of NiO with uniform grain and with a diameter of about 8 nm. Electrochemical properties of NiO were examined by cyclic voltammetry, ac impedance and galvanostatic charge-discharge tests. The results demonstrated that nickel oxide had a good capacitive behavior and cyclability due to its nanostructure. The highest specific capacitance of nickel oxide was about 303 F·g^-1 at a charge/discharge current density of 5 mA·cm^-2 in 6 mol·L^-1 KOH solution.     

快速沉淀法制备多孔纳米NiO及其电容性质研究

本文提出一种简单、低成本和无污染的快速沉淀法, 在没有添加任何有机试剂的条件下, 制备了高比表面积并具有良好孔径分布的Ni(OH)2, 于300 ℃下焙烧得到了多孔纳米NiO, 它在2.0 mol/L KOH电解液中的单电极比容量约为255 F/g.     

碳纳米管/石墨烯复合结构及其电化学电容行为

本文综述了超级电容器电极材料碳纳米管/石墨烯复合结构的制备方法,以及由该结构和赝电容活性物质形成的三元复合体系的电化学电容行为研究进展,并提出合理设计的碳纳米管和石墨烯复合结构可以有效发挥其高电导率、高比表面积和合理孔隙结构的优势,实现活性物质的高密度负载,从而获得具有高容量、良好倍率特性和长寿命的电化学超级电容器电极材料。     

CuFe2O4空心球形纳米颗粒的制备及其超级电容性能的研究(英文)

本文以乙二醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,通过溶剂热法合成出高纯度尖晶石型CuFe₂O₄纳米颗粒.表征结果表明,空心球形CuFe₂O₄颗粒的平均直径约为100 nm,形貌均匀,没有明显的团聚现象.将CuFe₂O₄作为电极活性物质,探究其在不同浓度KOH电解液中的超电容性能.结果表明,CuFe₂O₄空心球形纳米颗粒在3 mol/L的KOH电解液中,在电流密度为5 A/g的条件下,比电容为368.2 F/g,循环2000次后的电容稳定性保持率为91.0%.研究结果显示,CuFe₂O₄电极材料在储能系统中具有重要的应用前景.     

自支撑石墨烯/聚苯胺纳米纤维薄膜的制备及其电化学电容行为

用真空抽滤氧化石墨（GO）与聚苯胺（PANI）纳米纤维的混合分散溶液,流动组装得到自支撑GO/PANI复合薄膜,再利用气态水合肼还原其中的GO,最后重新氧化和掺杂还原态PANI,制备了自支撑石墨烯（GN）/PANI薄膜.扫描电子显微镜（SEM）结果显示,GN/PANI薄膜为层状结构,且PANI纳米纤维均匀插层于GN片间.PANI纳米纤维在复合薄膜中的存在有效增大了GN之间的层间距,有利于电解液离也GN充分接触.GN的高电导性则有利于PANI氧化还原过程中的电荷传输.电化学测试表明,GN/PANI薄膜在1 mol·L^-1HCl电解液中具有良好的电化学电容性能,在0.1 A·g^-1的电流密度下的比容量为495 F·g^-1,在3A·g^-1时为313 F·g^-1.经过2000次连续充放电,其具有90%的电容保持率,表明该复合材料具有良好的电化学稳定性.     

片状纳米NiO的制备及其电化学电容性能

电化学电容器又名超级电容器，是近年来出现的一种新型储能器件，已起了人们的广泛关注。本工作采用改良沉淀法制备了Ni（OH）2粉末，并通过热处理得到纳米NiO材料，研究了其电化学电容性能。实验所制备的纳米NiO比容量值高达1081F／g。     

掺镧纳米NiO的制备及超大电容性能研究

应用化学共沉淀法制备了掺La的纳米NiO。XRD分析表明,La的掺入不改变NiO的晶体结构,但晶粒尺寸有所减小。利用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试方法对La-NiO电极材料在5 mol.L-1KOH溶液中进行电化学性能测试,结果表明,化学掺杂降低了电解液在电极中的扩散阻力,提高了质子扩散能力,增强了电极的可逆性,从而表现了更好的电容性能,并提高了电极的比容量,当掺La的质量分数为5%时,单电极放电比容量可达到277 F.g-1,是纯氧化镍电极的1.98倍。     

多孔氧化镍薄膜的制备及其超级电容器性能

以氟掺杂的SnO₂导电玻璃(FTO)为基底,通过水热法与高温煅烧法相结合成功制备出多孔氧化镍薄膜。 通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、晶体粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对所制备NiO进行了物相组成、表面形貌及元素价态的表征。 在6 mol/L KOH电解液中,采用循环伏安法、恒电流充放电对NiO薄膜电化学性能进行了研究。 结果表明,在电流密度为2 A/g时,NiO薄膜的比电容可达651.6 F/g,循环1000圈后其电容保留值可达71.6%,是理想的超级电容器电极材料。     

Effects of Precursors and Carbon Nanotubes on Electrochemical Properties of Electrospun Nickel Oxide Nanofibers-Based Supercapacitors

Supercapacitors have been considered as one of the main energy storage devices. Recently, electrospun nanofibers have served as promising supercapacitor electrodes because of their high surface area, high porosity, flexibility, and resistance to aggregation. Here, we investigate the effects of electrospinning parameters and nickel precursors on the nanostructure of electrospun nickel oxide (NiO), as well as on their electrochemical performance as supercapacitor electrodes. In contrast to the case of using nickel nitrate, increasing the nickel acetate molar concentration maintains the flexible fibrous sheet morphology of the as-spun sample during the polycondensation and calcination of NiO. As a result, our flexible electrode of NiO nanofibers derived from nickel acetate (NiO-A) exhibits much better electrochemical performance values than that of nickel nitrate-derived NiO. To further improve the electrochemical storage performance, we combined NiO-A nanofibers with single-walled carbon nanotubes (CNTs) as a hybrid electrode. In both half-cell and full-cell configurations, the hybrid electrode displayed a higher and steadier areal capacitance than the NiO-A nanofibers because of the synergetic effect between the NiO-A nanofibers and CNTs. Altogether, this work demonstrates the potency of the hybrid electrodes combined with the electrospun NiO-A nanofibers and CNTs for supercapacitor applications.     

惰性盐辅助合成介孔石墨化碳片及其电容性能

以惰性盐KCl为模板、硝酸镍为金属催化剂镍源、葡萄糖为碳源,通过碳化处理制备了介孔石墨化碳片。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射仪和比表面测试仪对介孔石墨化碳片进行了表征。探讨了碳片形成的机理,采用三电极测试体系研究了介孔石墨化碳片电极材料的电化学性能。结果表明,10 g KCl制备的碳片比表面积最大(989 m2·g-1),在6 mol·L-1KOH电解液中,当电流密度为0.5 A·g-1时,比电容达到180 F·g-1;当电流密度达到10 A·g-1时,比电容维持在148 F·g-1,显示了电极具有较好的倍率性能;在10 A·g-1条件下,2 000次循环充放电测试后电容没有发生衰减,展示了在超级电容器方面的应用潜力。     

片状纳米NiO的制备及其电化学电容性能

电化学电容器又名超级电容器,是近年来出现的一种新型储能器件,已起了人们的广泛关注[1-3].本工作采用改良沉淀法制备了Ni(OH)2粉末,并通过热处理得到纳米NiO材料,研究了其电化学电容性能.实验所制备的纳米NiO比容量值高达1081F/g.     

氧化石墨烯/聚吡咯插层复合材料的制备和电化学电容性能

以FeCl₃-甲基橙(MO)为模板, 通过化学原位聚合法成功制备出氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)插层复合材料. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试技术对复合材料进行物性表征. 此外, 利用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗测试方法对复合材料在两种不同水系电解液(1 mol·L^-1 Na₂SO₄和1 mol·L^-1 H₂SO₄)中的电化学性能进行了研究. 结果显示: 氧化石墨烯和聚吡咯表现出各自优势并发挥协同作用, 使得GO/PPy插层复合材料在中性和酸性电解液中都显示出可观的比电容. 电流密度为0.5 A·g^-1时, GO/PPy 插层复合材料在Na₂SO₄和H₂SO₄电解液中的比电容分别为449.1 和619.0 F·g^-1, 明显高于纯PPy的比电容. 经过800 次循环稳定性测试后, 两种不同电解液中, 复合材料初始容量的保持率分别为92%和62%. 其中酸性电解液体系中初始容量更大, 而中性溶液中具有更稳定的循环性能.     

基于导电基底的多孔银耳状氧化镍的电化学行为

采用化学沉淀法, 在导电基底上原位生长多孔状氧化镍。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征。采用循环伏安、恒流充放电技术和交流阻抗对其电化学性能进行了测试。结果表明, 由于泡沫镍导电基底增强了电极的导电性, 充分利用各组成单元的多孔特性, 在电流密度为0.5 A·g^-1时, 电极的比容量达到3.5 F·cm^-2 (705 F·g^-1), 同时电极具有较好的倍率特性(电容保持率68.1%)和稳定的长循环寿命(3 000次循环后电极比容量增加17.6%)。     

基于导电基底的多孔银耳状氧化镍的电化学行为

采用化学沉淀法,在导电基底上原位生长多孔状氧化镍.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征.采用循环伏安、恒流充放电技术和交流阻抗对其电化学性能进行了测试.结果表明,由于泡沫镍导电基底增强了电极的导电性,充分利用各组成单元的多孔特性,在电流密度为0.5 A·g^-1时,电极的比容量达到3.5 F·cm^-2 (705 F·g^-1),同时电极具有较好的倍率特性(电容保持率68.1%)和稳定的长循环寿命(3 000次循环后电极比容量增加17.6%).     

氧化镍的合成及其超级电容性能

采用直接沉淀法制备了β-Ni(OH)2前驱体,经热处理后得到样品粉末。采用XRD、SEM和BET测试技术对样品进行了物性表征。结果表明,样品为立方相的NiO。用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗研究了其超级电容性能。结果表明,所制备的NiO具有典型的法拉第赝电容特性。当pH值为11～12,沉淀温度为30℃条件下制备出Ni(OH)2前驱体,经300℃热处理3h后得到的NiO的比容量最大。当充放电电流密度为3×10-3A/cm2时,电极材料的比容量达到346F/g,电极电化学反应的电极电阻和液接电阻分别为0.24和0.085Ω,且具有良好的循环寿命。5×10-3A/cm2循环100次后,比电容为291.5F/g,充放电效率为93.5%。