conicnt复合纳米材料的合成以及性能测定
超级电容器作为一种电化学能量储存装置具有高比能量和高功率密度，受到了研究人员的广泛关注。赝电容器的比电容值通常是双层电容器的10-100倍，因此赝电容器受到了更为广泛的研究[1]。寻找合适的赝电容器电极材料是赝电容器研究过程中的关键。本文采用水热合成法通过改变反应源中钴、 镍元素的物质的量比制备不同赝电容性能的Co/Ni/CNT复合材料[2]。利用循环伏安法、计时电位法及交流阻抗谱法测定不同样品的电化学性能。结果表明，当镍、钴物质的量比例为2:1时，样品的比电容值最大，在电流密度为0.5A?g-1时，比电容值为1772F?g-1;循环性能良好，在电流密度为5A?g-1时，循环1000次后，比电容保持率为91.8%;电阻最小为0.72Ω。通过调节镍、钴元素的比例可以改变复合纳米材料的电化学性能，当Ni:Co=2:1时，材料的性能达到最佳。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
1引言1
1.1超级电容器的特性2
1.2赝电容器电极材料的研究现状2
1.3双金属氧化物/碳材料复合电极2
2实验3
2.1仪器与试剂3
2.2材料的制备3
2.2.1 Co/Ni/CNT复合纳米材料的合成3
2.2.2 Co/Ni/CNT极片制备4
2.3材料的电化学性能测定与分析4
2.3.1循环伏安法（CV） 4
2.3.2交流阻抗谱法（EIS）4
2.3.3计时电位法（CP）4
2.4材料的化学性能测定与分析5
3结果与分析5
3.1表征5
3.1.1样品的比表面积测定5
3.1.2样品的元素分析5
3.2样品的电化学性能的测定5
3.2.1循环伏安法（CV）测定结果5
3.2.2计时电位法（CP）测定结果6
3.2.3交流阻抗谱法（EIS）测定结果8
4.讨论9 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
致谢9
参考文献9
Co/Ni/CNT复合纳米材料的合成以及性能测定
引言
1 引言
随着人类社会的进步，人们对能源的需求呈爆发式增长，化石类能源的巨量消耗引发了一系列问题，生态环境破坏、温室效应加剧、全球性的自然灾害等。因此，寻求新型的可再生的绿色能源来替代化石类能源以满足社会的发展需求成为全社会的当务之急。当前，较受欢迎的绿色能源主要有太阳能、核能、地热能和生物能等，然而这些能源通常都存在地域分布和时域分布严重不均匀，利用效率低下的问题 [3]。近几年来，各种混合电动车、新型电力车、消费类电子产品的急速发展，也对能源的性能提出了新的更高的要求，即能量必须能够高效的转化和存储[3]。因此，具有较高的功率密度并具有较高的能量密度的电化学电容器（又称为超级电容器），具有十分广阔的应用前景。
1.1 超级电容器的特性
超级电容器作为一种介于传统电容器和电池的新型储能器件[4]，与传统二次电池相比，具有高能量密度（比二次电池高10100倍）、长循环寿命（理论寿命高达50万次或9万小时）[4]、绿色清洁（使用的材料无污染）、使用温度范围宽[4]、应用灵活[4]、快速充放电（能在数十秒内至几分钟内快速充电[5]）等优点。
依据超级电容器的储能方式的不同，将其分为两类。一类是双电层电容器（EDLCs），一类是赝电容器[6]。一般来说，赝电容器的比电容量要高出双电层电容器10100倍[4]，并且当赝电容器与大比能量的二次电池配合使用时，能够发挥节能、延长电池寿命、减轻电池重量等良好的效果[79]。因此，作为一种新型的环境友好的可再生能源，赝电容器目前已经受到了科研人员的广泛关注，有望成为应用最广泛的绿色能源。
1.2 赝电容器电极材料的发展现状
赝电容电极材料的制备是赝电容器研究应用的重点。目前已有多种性能优良的电极材料被应用于赝电容器[10]。过渡金属氧化物就是其中之一，如RuO2，RuO2具有高比电容、较长的循环寿命和较高的电导率等特点，曾经被普遍用做赝电容器电极材料[11]。但是RuO2价格昂贵并且毒性较大，其应用受到制约。因此，寻找价格低廉且性能良好的过渡金属氧化物来代替RuO2成为研究热点[12]。人们发现层状钴或镍的化合物，如镍、钴元素的氢氧化物或氧化物，具有良好的电化学可逆性、易于制备、环境友好，是比较有发展前景的赝电容器材料[1316]。但是，它们同时具有循环寿命短、电导率差等缺点，所以还需要进一步对镍、钴元素的化合物进行性能的改善。比如，NiO虽然具有较高的比容量，但是倍率特性较差且循环寿命短，Co3O4虽然具有良好的倍率性能和较长的循环寿命，但是比容量较低[17]。
人们研究发现将镍、钴两种金属元素掺杂形成双金属氧化物，可以改善镍、钴元素作为单金属氧化物时各自存在的电化学性能缺点[17]。由于两种过渡金属的协同作用，电极材料中同时存在Ni3+/Ni2+和Co3+/Co2+两种赝电容反应，复合电极材料可以同时具有氧化镍比电容量大和氧化钴倍率特性与循环性能优良的特点[18]。相比于单一的过渡金属氧化物NiO和Co3O4，NiCo双金属氧化物的比电容值可以高出其约100倍，电化学性能明显优于单一的过渡金属氧化物[20]。Wang等[20]制备的双金属氧化物NiCo2O4电极材料，比容量为1650 F?g1，经过2000次循环后比电容保持率为90.8%。双金属氧化物的比电容量远远高于单金属氧化物NiO和Co3O4，而且循环性能也有所提升。但是，尽管纯双金属氧化物有较高的比电容量，由于其电导率低，充放电过程中有明显的体积变化，加上黏合剂的使用，造成其倍率特性和稳定性能不理想[20]。不同形貌的双金属氧化物电极材料的电化学性能也会有较大差异[20]。例如，Long等[21]用化学浴法制备的无定形NiCo双金属氧化物在电流密度为0.5 A?g1时，比电容量可达到1607 F?g1，当电流密度为10 A?g1时，比电容量为948 F?g1，比电容量保持率仅为59%。Yuan等[22]以硅球为模板制备的层次孔结构中控介孔NiCo2O4亚微球，在电流密度为1 A?g1时，容量为678 F?g1，电流密度为10 A?g1时，电容保持率为80%。所以，为了改正双金属氧化物赝电容电极材料倍率特性和稳定性差这一缺点，研究人员提出可以让其与其他材料进行复合。常用的方法是将双金属氧化物与碳材料、金属/金属化合物或导电聚合物等进行复合[20]。
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摘要1
关键词1
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1引言1
1.1超级电容器的特性2
1.2赝电容器电极材料的研究现状2
1.3双金属氧化物/碳材料复合电极2
2实验3
2.1仪器与试剂3
2.2材料的制备3
2.2.1 Co/Ni/CNT复合纳米材料的合成3
2.2.2 Co/Ni/CNT极片制备4
2.3材料的电化学性能测定与分析4
2.3.1循环伏安法（CV） 4
2.3.2交流阻抗谱法（EIS）4
2.3.3计时电位法（CP）4
2.4材料的化学性能测定与分析5
3结果与分析5
3.1表征5
3.1.1样品的比表面积测定5
3.1.2样品的元素分析5
3.2样品的电化学性能的测定5
3.2.1循环伏安法（CV）测定结果5
3.2.2计时电位法（CP）测定结果6
3.2.3交流阻抗谱法（EIS）测定结果8
4.讨论9 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
致谢9
参考文献9
Co/Ni/CNT复合纳米材料的合成以及性能测定
引言
1 引言
随着人类社会的进步，人们对能源的需求呈爆发式增长，化石类能源的巨量消耗引发了一系列问题，生态环境破坏、温室效应加剧、全球性的自然灾害等。因此，寻求新型的可再生的绿色能源来替代化石类能源以满足社会的发展需求成为全社会的当务之急。当前，较受欢迎的绿色能源主要有太阳能、核能、地热能和生物能等，然而这些能源通常都存在地域分布和时域分布严重不均匀，利用效率低下的问题 [3]。近几年来，各种混合电动车、新型电力车、消费类电子产品的急速发展，也对能源的性能提出了新的更高的要求，即能量必须能够高效的转化和存储[3]。因此，具有较高的功率密度并具有较高的能量密度的电化学电容器（又称为超级电容器），具有十分广阔的应用前景。
1.1 超级电容器的特性
超级电容器作为一种介于传统电容器和电池的新型储能器件[4]，与传统二次电池相比，具有高能量密度（比二次电池高10100倍）、长循环寿命（理论寿命高达50万次或9万小时）[4]、绿色清洁（使用的材料无污染）、使用温度范围宽[4]、应用灵活[4]、快速充放电（能在数十秒内至几分钟内快速充电[5]）等优点。
依据超级电容器的储能方式的不同，将其分为两类。一类是双电层电容器（EDLCs），一类是赝电容器[6]。一般来说，赝电容器的比电容量要高出双电层电容器10100倍[4]，并且当赝电容器与大比能量的二次电池配合使用时，能够发挥节能、延长电池寿命、减轻电池重量等良好的效果[79]。因此，作为一种新型的环境友好的可再生能源，赝电容器目前已经受到了科研人员的广泛关注，有望成为应用最广泛的绿色能源。
1.2 赝电容器电极材料的发展现状
赝电容电极材料的制备是赝电容器研究应用的重点。目前已有多种性能优良的电极材料被应用于赝电容器[10]。过渡金属氧化物就是其中之一，如RuO2，RuO2具有高比电容、较长的循环寿命和较高的电导率等特点，曾经被普遍用做赝电容器电极材料[11]。但是RuO2价格昂贵并且毒性较大，其应用受到制约。因此，寻找价格低廉且性能良好的过渡金属氧化物来代替RuO2成为研究热点[12]。人们发现层状钴或镍的化合物，如镍、钴元素的氢氧化物或氧化物，具有良好的电化学可逆性、易于制备、环境友好，是比较有发展前景的赝电容器材料[1316]。但是，它们同时具有循环寿命短、电导率差等缺点，所以还需要进一步对镍、钴元素的化合物进行性能的改善。比如，NiO虽然具有较高的比容量，但是倍率特性较差且循环寿命短，Co3O4虽然具有良好的倍率性能和较长的循环寿命，但是比容量较低[17]。
人们研究发现将镍、钴两种金属元素掺杂形成双金属氧化物，可以改善镍、钴元素作为单金属氧化物时各自存在的电化学性能缺点[17]。由于两种过渡金属的协同作用，电极材料中同时存在Ni3+/Ni2+和Co3+/Co2+两种赝电容反应，复合电极材料可以同时具有氧化镍比电容量大和氧化钴倍率特性与循环性能优良的特点[18]。相比于单一的过渡金属氧化物NiO和Co3O4，NiCo双金属氧化物的比电容值可以高出其约100倍，电化学性能明显优于单一的过渡金属氧化物[20]。Wang等[20]制备的双金属氧化物NiCo2O4电极材料，比容量为1650 F?g1，经过2000次循环后比电容保持率为90.8%。双金属氧化物的比电容量远远高于单金属氧化物NiO和Co3O4，而且循环性能也有所提升。但是，尽管纯双金属氧化物有较高的比电容量，由于其电导率低，充放电过程中有明显的体积变化，加上黏合剂的使用，造成其倍率特性和稳定性能不理想[20]。不同形貌的双金属氧化物电极材料的电化学性能也会有较大差异[20]。例如，Long等[21]用化学浴法制备的无定形NiCo双金属氧化物在电流密度为0.5 A?g1时，比电容量可达到1607 F?g1，当电流密度为10 A?g1时，比电容量为948 F?g1，比电容量保持率仅为59%。Yuan等[22]以硅球为模板制备的层次孔结构中控介孔NiCo2O4亚微球，在电流密度为1 A?g1时，容量为678 F?g1，电流密度为10 A?g1时，电容保持率为80%。所以，为了改正双金属氧化物赝电容电极材料倍率特性和稳定性差这一缺点，研究人员提出可以让其与其他材料进行复合。常用的方法是将双金属氧化物与碳材料、金属/金属化合物或导电聚合物等进行复合[20]。
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