高穩(wěn)定性α相NiCo雙氫氧化物微球通過微波合成制備超級電容器電極材料

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發(fā)布時間：2019年3月12日

這篇由四川大學等的研究學者完成，討論高穩(wěn)定性α相NiCo雙氫氧化物微球通過微波合成制備超級電容器電極材料的論文，發(fā)表在一區(qū)重要期刊《Chemical Engineering Journal》，影響因子：6.735。

近年來，微波化學儀器用于材料合成的研究工作已經(jīng)成為科學研究的熱門方向，受到廣大學者的極大關注！

摘要

高性能電極材料的快速、低成本制備對超級電容器的應用具有重要意義。在本研究中，采用一種快速、廉價、節(jié)能的微波途徑，在常壓下不使用任何模板或表面活性劑，成功地合成了三維類花狀NiCo雙氫氧化物(Nico DH)微球。得到的NiO DH微球具有CNO的a相結構，離子插層(7.3)由厚度小于10 nm的超薄納米片組成。

電化學測試表明，NiCo DH電極的比容量為1120 Fg，1Ag為1，1為996 Fg，10Ag為1，保留率為88.9%。此外，在2000次循環(huán)后，電容在10 A g 1時達到其初始值的122.5％，并且在30 A g 1之后仍然保持93.8％。 與報告中的α-相氫氧化物相比，顯示出極好的穩(wěn)定性。其良好的穩(wěn)定性可歸因于Ni和Co元素之間的協(xié)同效應、CNO與OH之間的離子交換現(xiàn)象、NiCo DH層間離子在循環(huán)試驗中的存在、以及與之相關的三維上層建筑。

此外，不對稱超級電容器，以NiCo DH為正極，煤為活性炭為負極，具有42.5Wh kg1的優(yōu)異能量密度。因此，NICO DH的合成工藝和優(yōu)異的綜合性能使其成為一種很有前途的儲能電極材料。

詳情

結論

總之，我們成功地通過一種簡單、快速和低成本的微波輔助途徑成功地制備了三維花狀的Nico DH微球上層建筑。由超薄納米片組成的微球在微波加熱下遵循定向附著生長過程。合成的a相Nico DH具有較高的比容量 (1120 Fg1 at 1Ag1)，良好的速率性能(10Ag1)保持率88.9%，10Ag1保留率88.9%，穩(wěn)定性顯著(10Ag1時122.5%，2000年后1次，30Ag1時保持93.8%，1000次后1次)。與單一Ni(OH)2或Co(OH)2相比，Ni與Co的協(xié)同作用顯著提高了NiCo DH的穩(wěn)定性。NiCo DH的相干上部結構離子交換現(xiàn)象加劇了KOH中的特定電容。此外，AS-制造的ASC提供高能量密度和良好的穩(wěn)定性。

祥鵠儀器在本論文中的使用過程

以NiCl 26H2O(1.5 mmol)、CoCl 26H2O(1.5 mmol)和尿素(60 Mmol)為沉淀劑，以去離子水(60 ML)溶解于100 mL三次燒瓶中，攪拌20 min形成透明前驅液。將所得溶液置于北京祥鵠公司XH-MC-1微波爐中，在100℃，微波功率為300 W(室溫下約2 min)時，在不同時間(8~120 min)微波輻射下加熱。反應結束后，用去離子水將混合物陳化1h，得到沉淀。所得產(chǎn)品在60℃真空干燥24h，制得NiO DH粉末。