基于Ni3S2纳米复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:whpzmfwy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
超级电容器,作为一种新型的绿色能源存储装置,具有充放电速度快、使用寿命长、功率密度高等优点而备受关注。电极材料研究是改善超级电容器性能的重要途径之一,其中Ni3S2有很高的电化学活性,其在电极表面或近表面发生快速的氧化还原反应而产生赝电容,是优异的赝电容电极材料。然而,单一的电极材料在形貌或电化学性能方面还不能完全满足实际需求。设计合成基于Ni3S2的新颖理想的纳米结构或将不同类型的纳米材料复合,利用各组分材料的本质特征进行优势互补,在电化学性能上达到协同作用,从而改善器件的能量储存与转化。本文主要探究在合成Ni3S2过程中原料浓度对其形貌和电化学性能的影响,并探究H2O2对生长机理的影响。设计在泡沫镍上直接生长双壳NiMoO4@C@Ni3S2核壳纳米线阵列,探究了材料电化学性能衰减的机理。本论文主要研究内容如下:(1)运用泡沫镍为集流体和镍源,优化选择硫源浓度,采用一步水热法合成Ni3S2纳米片-棒阵列。并且发现,在原位生长Ni3S2纳米材料时H2O2对材料形貌有一定的影响。在一系列不同浓度的S2O32-下制备出不同形貌的Ni3S2,运用三电极体系对其进行循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗电化学性能测试。结果表明,当Na2S2O3量为1.2 mmol时,样品即同质Ni3S2纳米薄片包覆在纳米棒上的形貌,表现出优良的电化学性能:在5 mA cm-2电流密度下,面积比容量最高达4.74 F cm-2,在15 mA cm-2下,Ni3S2纳米片-棒纳米材料循环充放电3000次后,容量还能保持初始容量的85.7%。通过聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)/KOH凝胶电解质,组装三明治型非对称超级电容器,表现出优良的能量密度和功率密度,在功率密度为14.99 W cm-3时的最大能量密度1.166 mWh cm-3,在能量密度为0.927 mWh cm-3时的功率密度为90.1 W cm-3。(2)采用水热法和电沉积法,在泡沫镍基底上生长双层壳NiMoO4@C@Ni3S2核壳纳米线阵列。为探究双壳核壳结构纳米材料的性能优势,分别合成NiMoO4、NiMoO4@C和NiMoO4@Ni3S2纳米线阵列。在三电极测试体系中,对四种材料进行电化学性能测试,结果表明:NiMoO4@C@Ni3S2材料表现出良好的电化学性能,无定型碳壳层的存在,提升了材料的循环稳定性,Ni3S2纳米片壳层的存在来改善复合材料的比容量。在10 mA cm-2下,面积容量高达5.409 F cm-2,经过3000次循环充放电,容量保持初始值的78.9%。另外,对经过3000次循环充放电后的材料,进行了结构和形貌的表征,分析容量衰减的机理。通过PVA/KOH凝胶电解质,组装成三明治型全固态非对称超级电容器,在功率密度为13.99 W cm-3的最大能量密度1.288 mWh cm-3
其他文献
当前,在内外因素的作用下,市场的竞争烈度愈发加强,如何保证资金的稳定就成为经营的关键性问题,企业应收账款的产生和回收就成为现代企业管理的一个至关重要的环节。加强企业
近日,美国白宫国家贸易委员会主席纳瓦罗宣称,一些美国的贸易伙伴用从美国身上赚的钱,购买美国的公司和技术,降低了美国竞争力,美国要重新夺回全球(供应链)价值链的领导地位,扭
"幽默"是个外来语,源于英语HUMOUR的音译,译名最早见于北京出版的《语丝》杂志.据台湾梁秋实主编的《远东英汉大词典》的解释是:"幽默;诙谐;滑稽."据《辞海》的解释:"(一)寂
以液相分散法为基础制备了MoS2纳米片悬浮液.对该悬浮液进行了吸光性能和荧光性能表征;结果显示悬浮液荧光信号明显增强;同时得到增加超声时间、降低离心转速、采用粒径较大
分析了大秦线重载运输的特点及发展趋势,探讨了大秦线重载货车检修、运用作业体制、生产组织、运用安全防范能力的适应性,并在此基础上提出了针对性的措施及建议,以满足大秦
<正>【事件】2017年4月,IMF成立金融科技顾问小组,主要职能是向IMF官员提供咨询,并与IMF部际联席金融科技小组开展密切合作,及时掌握金融科技领域的发展动态,研究金融科技发