钴镍基二元超级电容器电极材料的电化学性能

以泡沫镍为集流体,采用压片法,在8MPa压力下制备钴镍基一/二元超级电容器电极材料.通过电化学工作站测试样品的循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学性能.研究结果表明,钴镍基二元超级电容器电极材料的综合电化学性能高于相应的一元电极材料.

基于钴配合物所构建的超级电容器电极材料

超级电容器因其快速的充放电速率、高的功率密度等优点成为当今能源市场的主动力,作为超级电容器的主要组成部分,电极材料决定了超级电容器性能所能达到的高度。其中钴配合物凭借着高比表面积、宽孔径分布、可调节的晶体结构被认为是最有研究价值的电极材料之一。作者对钴基配合物的制备和性能进行了分析,并对超级电容器电极的发展趋势作出展望。

镍钴双金属化合物作为高效的硫氧化催化剂并辅助超低能耗电化学制氢

本工作通过简便快捷的电沉积法在泡沫镍基底上超快速制备镍钴双金属化合物(Ni-Co@NF)作为高效的硫离子氧化反应(Sulfion oxidation reaction,SOR)催化剂。并将基于Ni-Co@NF催化的SOR反应代替电化学析氧半反应(Oxygen evolution reaction,OER)与析氢反应(Hydrogen evolution reaction,HER)耦合,成功构建新型低能耗耦合制氢反应体系。通过分析催化材料的X射线衍射谱图、扫描电镜图片和X射线光电子能谱图可知:镍钴双金属呈纳米片状结构成功负载在泡沫镍基底上。随后Ni-Co@NF的SOR性能测试显示其具有较高的SOR本征活性,仅需要0.347V vs.RHE的超低电势即获得100mA·cm^(-2)的电流密度。除此之外,Ni-Co@NF催化材料不仅具有最低的Tafel斜率(77m V·dec^(-1))和最小的电化学阻抗,还拥有良好的催化稳定性。以上结果均证实Ni-Co@NF具有优异的SOR电催化性能。同时,我们在实际电化学制氢的双电极系统中对比了阳极SOR和OER的电势,进一步证明了使用SOR代替OER可以有效降低整体电化学制氢的能耗。

超级电容器镍钴硫化合物电极材料的研究进展

超级电容器是一种具有使用温度范围宽、充电时间短、充放电效率高的新型绿色储能器件。本文首先介绍了超级电容器的研究背景和储能机制,总结了镍钴硫化合物这一类电极材料的优缺点和反应机理。然后重点阐述了目前镍钴硫化合物的主要制备方法及最新研究进展,如共沉淀法、水热/溶剂热法、电化学沉积法,并且介绍了制备条件对电化学性能产生的影响。最后指出了镍钴硫化合物存在的一些问题,并提出镍钴硫化合物与炭材料复合是未来这类电极材料的发展方向。

蜂窝结构NiCo_(2)S_(4)@MnO_(2)电极材料的制备及储能效果研究

以泡沫镍为基底,将镍钴硫化物与MnO_(2)复合制备了蜂窝结构NiCo_(2)S_(4)@MnO_(2)电极材料,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪对其形貌、结构、元素组成及价态进行了表征,在三电极体系中通过电化学工作站对电极材料进行线性扫描伏安测试和交流阻抗测试。结果表明:NiCo_(2)S_(4)@MnO_(2)为自支撑蜂窝结构电极材料,蜂窝结构很大程度上增加了产物的比表面积,为离子的存储提供了大量的空间;NiCo_(2)S_(4)@MnO_(2)中含有NiCo_(2)S_(4)和MnO_(2)且单一组分未遭到破坏,其曲线的形态和峰的位置几乎没有发生改变。NiCo_(2)S_(4)@MnO_(2)具有良好的电化学性能,电阻为0.2949Ω,其电荷转移阻力和阻抗较低,离子转移能力较快,具有更高的导电率。

超级电容器用镍钴硫化物电极材料的研究进展

超级电容器(supercapacitor,SC)是近年出现的高功率、高能量密度和长循环寿命的新型储能装置,利用表面双电层储能或在材料表面及近表面与特定离子发生快速可逆的法拉第反应储能。镍钴硫化物电极材料具有比单一硫化物和相应氧化物更高的导电性,同时两种金属离子的协同作用使其具有优异的电化学性能。结合近年相关文献报导,综述了镍钴硫化物电极材料的工作原理、制备方法、电化学性能及其优缺点,展望了其在储能机理和结构设计上的研究前景。

钴酸镍基纳米材料在超级电容器中的研究进展

电极材料是决定超级电容器性能的关键因素。钴酸镍纳米材料因其合成简单,价格低廉,储量丰富且理论比电容较高等优点,成为超级电容器电极材料的研究热点。但钴酸镍纳米材料导电率较低、比表面积较小且电化学稳定性较差等缺点严重影响了其实际应用。本文简单介绍了钴酸镍纳米材料的晶体结构以及其作为超级电容器电极材料时的储能机理,同时结合一些示例归纳总结了钴酸镍基纳米材料的制备方法以及钴酸镍纳米材料的改性研究现状,包括形貌改性、复合改性及引入缺陷。最后指出,钴酸镍基纳米材料的环保且高效的制备方法,通过掺杂或缺陷等方法改善其电化学性能,增大其工作电压窗口以及探索适用于钴酸镍基超级电容器工作的电解液,将是未来研究的重点。

电沉积制备镍钴电极材料的研究进展

综述电沉积法制备镍钴电极材料的研究现状,主要包括电沉积法制备镍钴氢氧化物和镍钴氧化物。阐明与单一的镍或钴氢氧化物相比,镍钴氢氧化物材料具有更高的比电容,使用金属与碳材料进行改性,可以增强循环稳定性。介绍使用电沉积法制备镍钴氧化物的基本步骤(前驱体的制备和热处理),重点阐述用不同的电沉积方法制备前驱体,比较各种方法的优缺点;对热处理的相关研究进行总结。指出镍钴电极材料的研究向多元复合方向发展。

MOFs基铁钴镍氧化物及其复合材料在锂离子电池中的应用

锂离子电池(LIBs)具有较高能量密度且无记忆效应,广泛应用于电动汽车、便携式电子产品。目前锂离子电池的商业石墨负极材料的容量已经接近理论值,限制了动力电池的发展,所以开发容量高、稳定性好、循环寿命长和倍率性能优良的负极材料显得尤为重要。金属有机骨架化合物(MOFs)基氧化物及其复合材料具有形貌均匀、多孔结构和高比表面积等优点,是理想的锂离子电池负极材料之一。本文总结以铁、钴、镍这3种金属为中心离子的MOFs基氧化物及其复合材料的性质、合成方法以及在锂离子电池中的研究应用。MOFs基氧化物及其复合材料能够提高电子与电荷的传输效率,缓解体积膨胀和电极粉碎,从而提高电池的循环性能和倍率性能。

镍钴元素比对富锂锰基材料电化学性能的影响

采用两步煅烧的高温固相法制备富锂锰基材料Li1.2Mn0.54Co0.13+xNi0.13-xO2材料,通过控制镍钴元素比得到了一系列富锂锰基材料,重点研究了所得材料的首次充放电性能、循环性能和大电流充放电性能。利用XRD、SEM和氮气吸脱附仪分别对制备材料的结构和形貌进行表征,采用恒电流充放电、循环伏安法及交流阻抗技术对制备材料进行电化学性能测试。研究结果表明,随着Co含量的增加,材料的层状结构趋于明显,层间结构更加紧密,团聚程度逐渐增大,材料的比表面积先增大后减小。当镍钴比为1∶1时,材料拥有良好的低倍率性能和循环性能,在0.2C倍率下的放电比容量为204mAh/g,0.5C倍率下40次循环的容量保持率为97.1%;而当镍钴比为1.6∶1时,材料拥有良好的2C倍率充放电性能。

锂离子电池双层四元无钴镍基单晶正极材料的制备及其性能

无钴镍基正极材料因其具有成本低、比容量高等优点而备受市场瞩目,但也存在倍率性能差、循环寿命短、高压循环稳定性差、表面残留锂、阳离子混排等问题需要解决。基于此,本研究提出一种双层四元无钴镍基层状单晶正极材料,以无钴镍基和锰为基础二元材料,通过掺杂铁、铜两种金属元素制备成四元无钴高镍正极材料前驱体,将前驱体与锂源按合理配比混合制备成富锂微米级单晶基体,最后以高导电性材料氮化钛均匀包覆基体制备成锂离子电池双层四元无钴镍基单晶正极材料。性能测试结果显示,经500次循环后其容量保持率仍有98.2%,该结果验证了本试验所制备的正极材料成本低、易于产业化的特性;通过掺杂两种元素后进行微米级单晶改性处理、合理的富锂配比和高导电性材料表面包覆的协同作用,进一步提高了正极材料的高压循环稳定性和循环寿命,并具有极佳的容量和倍率性能。

碱式碳酸镍钴电极材料制备成功电容器容量保持率高达96．2％

日前，从中原工学院先进材料研究中心了解到，该中心教授米立伟带领团队，率先通过分子结构的设计，制备出具有高电子和离子导电性的空心刺球状超级电容器电极材料。据悉，超级电容器受电极材料导电性的限制，使得可逆电化学氧化还原反应仅仅发生在电极材料的表面，这极大降低了电极材料的利用率。研究人员通过自生长再牺牲模板法.

TiO_2修饰的镍基光电极的制备及光电化学性能

通过溶胶-凝胶法,直接在导电的金属镍基上制备多孔TiO2纳米薄膜,利用STM观察电极的表面形貌,所制TiO2粒径约为20～80nm,随着烧结温度的升高,TiO2纳米薄膜表面孔的数量增多、孔径增大.用循环伏安法分析了电极的光电化学性能,结果表明,电极的光电响应随烧结温度的升高和薄膜厚度的增加而增大.

钴的添加对涂膏型镍电极电化学性能的影响

以发泡镍作为电极基体,将金属Co粉以不同比例添加到氢氧化镍粉末中制备了涂膏型镍电极。采用恒电流充放电测试、循环伏安(CV)及交流阻抗分析(EIS)等方法对镍电极的电化学性能进行了研究。结果表明,Co的添加可以使镍电极的放电比容量、活性物质利用率、抗膨胀能力及循环稳定性等得到明显改善和提高,但Co也会降低镍电极的放电电位,因此其添加量要适当控制,一般以3%～5 %(质量百分数)比较适宜。添加有Co的镍电极具有更高的反应活性及更小的电化学反应阻抗,因而表现出优良的电化学性能。

多级结构镍钴氧化物复合材料的制备及其电容性能

为提升Co3O4材料的实际电容性能,设计一种多级结构的双金属镍钴复合材料。采用水热法将碱式碳酸钴纳米片原位生长于碳纤维布上(CC@CCH NS);再利用电沉积法将层状结构的镍钴双氢氧化物生长在碱式碳酸钴纳米片上(CC@CCH NS@NiCo LDH),退火处理后得到多级结构CC@Co3O4@NiCo2O4复合材料。测试结果表明:CC@Co3O4@NiCo2O4复合材料在2 mA/cm2的电流密度下比电容为1175 mF/cm2;当电流密度升高至20 mA/cm2时,其比电容仍保持在1068 mF/cm2;并且在15 mA/cm2的电流密度下循环5000后仍保留了97.1%的初始电容,且各项电化学性能均高于CC@Co3O4,这意味着多级结构和双金属体系的引入使复合材料的性能得到了极大提升。

超级电容器用NiCo-LDH电极材料研究进展

镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo-LDH)具有理论比电容大、成本低等优势,作为超级电容器电极材料得到广泛研究,但导电性能和电化学性能较差,限制了实际应用。简要介绍NiCo-LDH电极材料的储能原理、电化学性能影响因素(如比表面积、孔径和导电性等)和制备方法,其中包括水热法(溶剂热法)、微波法、电化学沉积法、化学共沉淀法和牺牲模板法等。重点介绍NiCo-LDH电极材料的改性研究(如改变形貌、制备复合材料等),并对研究方向进行展望。

镍铁基高效碱性析氧电催化剂的研究进展

析氧反应(OER)是电解水实现清洁能源生产和高效储能的重要电化学反应。镍铁基材料因其具有资源丰富、价格低廉、催化活性高及稳定性好等特点,在OER电催化领域具有潜在的应用价值,受到科研人员的广泛关注。本文综述了纳米镍铁基OER电催化剂的合成方法、化学性质和催化性能等方面的最新进展,包括层状双氢氧化物(LDH)、氧化物/氢氧化物氧、硫(硒)化物、氮化物以及碳复合物,并对镍铁基OER电催化剂进行了总结和展望。

基于镍材料的柔性固态超级电容器研究进展

柔性固态超级电容器在可穿戴电子设备的储能领域发挥着重要作用,电极作为关键部件,决定了储能器件的性能。镍基材料具有优越的电化学性能,作为电极材料具有广阔的应用前景。根据化学成分将镍基材料分为若干类,重点介绍了镍基/金属以及镍基/非金属材料柔性固态超级电容器的最新进展。简要总结了镍基材料面临的挑战,并对未来的发展进行了展望。