电极材料.ppt

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1、石墨烯复合氢氧化镍、氧化镍超石墨烯复合氢氧化镍、氧化镍超级电容器电极材料研究级电容器电极材料研究 v超级电容器是改变传统能源消费格局，解决环境问题有效方法，具有较高的能量密度和功率密度，充电时间短，充电效率高、对环境无污染等优点。v目前超级电容器电极材料的研究热点之一就是结合碳基材料电导率高与过渡金属的氧化物或者氢氧化物比电容值大的优点，开发电化学性能优异、实用性强的复合电极材料。石墨烯优异的电导率、大的比表面积（高达 2600 m2/g）以及合理的孔径分布的特点，结合层状、多孔结构的氢氧化镍（Ni(OH)2）和氧化镍(NiO)理论比电容值高、制备方法简单、成本低廉适合工业推广等优点。实际意义

2、实际意义 超级电容器复合电极材料的电化学性能决定着电容器的总体性能，电极材料的晶体结构、形貌、晶粒尺寸等因素决定着电极电化学性能。开展纳米Ni(OH)2或NiO颗粒复合石墨烯可控生长研究，它们复合过程中的成键情况对复合体系的电荷传输以及电解质离子传输的影响；采用不同的表面活性剂，在石墨或者石墨烯表面引入不同类型、数量的官能团，研究合成制备过程表面官能团对纳米Ni(OH)2或NiO颗粒在石墨/石墨烯表面的形核、生长以及复合后体系等效串联电阻（ESR）以及电荷转移电阻（Rct）的影响的微观机理，为实现该类材料的可控生长以及相关电化学性能影响机制提供实验以及理论研究基础。Ni(OH)2电极材料v氢氧

3、化镍具有出色的电化学性能，广泛应用于多种二次电池的正极材料。如MH-Ni，H-Ni，Cd-Ni电池。v他的传统制备方法有电沉积法，化学沉淀法，高压水解法。而目前对于纳米强氧化镍电极材料也采用均相沉淀法【在一定浓度的Ni(NO3)2或NiCl2 溶液中，用尿素作为沉淀剂，通过尿素水解制备聚集的球状纳米颗粒Ni(OH)2】。制备过程制备过程 往干燥的烧杯中加入一定量的石墨粉和浓度为98%的H2SO4进行混合搅拌，加入蒸馏水时控制水浴温度，快速搅拌过程中缓慢加入KMnO4，继续搅拌并加入蒸馏水，加入一定量的双氧水，然后趁热抽滤并用一定量的HCl溶液清洗，再用蒸馏水清洗数次(直到pH为 5-6)得到的

4、物质即为GO分散液。v1氧化石墨（氧化石墨（GO）的制备）的制备 取一定量的上述GO分散液，加入还原剂水合肼，控制反应温度、速度、时间，离心分离上层悬渚液，多次洗涤得到RGO。v2.氧化还原石墨烯（氧化还原石墨烯（RGO）的制备）的制备 取一定量的GO或者是RGO悬浊液，加入表面活性剂和导向剂，超声增大其在水中的溶解度。然后向上述超声中的混合溶液中加入Ni(NO3)2水溶液，形成了GO或者RGO与Ni(NO3)2复合物。缓慢加入事先配制的 KOH 水溶液，这时 KOH 会和Ni(NO3)2反应生成Ni(OH)2，对于GO样品此过程中同时加入还原剂甲肼去除GO表面的含氧官能团，控制反应温度、速度；Ni(OH)2沉淀会吸附在RGO的层间，反应完全后通过去离子水清洗以及高速离心最终会得RGO/Ni(OH)2复合材料；将上述RGO/Ni(OH)2复合材料放入真空干燥箱中干燥即可；进一步将RGO/Ni(OH)2复合材料放入高温真空管式炉中气氛保护下改变退火温度以及时间，制备RGO/NiO复合材料。3.RGO或者或者GO复合复合NiO材料的制备材料的制备