题目：电沉积法制备超级电容器正极材料氢氧化镍及其电性能研究
● 摘要
本文采用电化学共沉积法在乙醇-水体系中制备了掺杂Co(OH)2的纳米Ni(OH)2电极。详细研究了溶液浓度、乙醇与水的混合比例、pH值、沉积电流、沉积时间等工艺参数对制备Ni(OH)2电极材料的影响规律，获得了电沉积制备纳米Ni(OH)2电极材料的最佳工艺条件。 利用X射线衍射、场离子扫描电子显微镜和能谱分析测试技术等手段对Ni(OH)2电极材料的相结构、晶粒尺寸、微观形貌和组成成分进行了表征；通过循环伏安法、恒电流充放电和交流阻抗谱等对Ni(OH)2电极进行电化学性能研究，并测试了C/Ni(OH)2超级电容器的比电容。 XRD和EDS分析表明，所得产物为掺杂α-Co(OH)2的α-Ni(OH)2；循环伏安测试表明，Ni(OH)2电极吸附电解液中的OH-发生高度可逆的氧化还原反应，表现出赝电容的性质，随着循环次数的增加，反应逐渐达到稳定状态；LAND测试发现，在乙醇与水体积比为1:1时，C/Ni(OH)2超级电容器能获得最好的电化学充放电特性。在小电流4mA/cm2充放电下，比电容达850F/g；在大电流32mA/cm2充放电下，比电容可达600F/g，其比电容数值随循环次数增加逐渐趋于稳定；扫描电镜观察表明，所得电沉积Ni(OH)2电极活性物质呈细小的蜂窝状三维结构，增大了活性物质与电解液接触的比表面积，使电化学反应更加充分，因此大大提高了活性物质的利用率和放电比容量。 采取加入粘结剂PTFE和物理加压的方法，解决Ni(OH)2颗粒之间以及颗粒与基体之间结合力不足，而造成电极活性物质脱落的问题。电化学阻抗谱测试发现，随着PTFE加入量的增多电极的阻抗相应增加，这是由于PTFE的憎水基团的存在影响了电解质溶液在电极基体中的扩散与渗透，阻碍了电极反应的进行，使得电荷转移电阻增大。而通过加压的方法能够大大提高活性物质与基体间的结合性，压力在16-20MPa下较佳。 最后，研究了扩试情况下工艺参数对制备Ni(OH)2电极材料的影响规律，测试了C/Ni(OH)2超级电容器的充放电性能，并对电沉积溶液的寿命、稳定性及维护等进行了相关的研究。扩试结果表明，在4mA/cm2充放电下，比电容可达750F/g；在16mA/cm2充放电下，比电容仍可达580F/g。关键词：氢氧化镍，超级电容器，正极材料，电沉积，赝电容，PTFE
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