摘要：电化学电容器用氧化镍/碳纳米管阵列复合电极的电沉积制备

电化学电容器由于其独特的性能优势和广阔的应用前景，吸引了各国大量的人力物力进行研究。经过近20年的发展，已经有商用产品。以氧化镍为正极的混合电化学电容器与C/C电极水电解双电层电化学电容器相比，比能量有较大提高。与有机电解质相比，它的优点是价格便宜，但其导电性较差，影响其性能的进一步提高。碳纳米管具有优良的导电性和大而介孔的结构，是具有高比功率的电容器电极材料。为综合利用氧化镍的高比能量和碳纳米管的高比功率，本文拟采用电沉积法制备氧化镍/碳纳米管（阵列）复合电极材料，有望同时产生高比容量。和高比功率。用于电力的新型电化学电容器电极材料。系统研究了氧化镍沉积质量、沉积电流密度、电解液浓度、溶剂等电沉积参数对氧化镍/碳纳米管复合电极微观结构和电化学性能的影响。越低，制备的复合电极的比电容越高。当电解液浓度为0.05 M，沉积电流密度为1 mA/cm2时，制备的复合电极的比电容最高。在400 mA/g的充放电电流密度下，比电容可达1686 F/g，比电容为20 A/g。为 926 F/g。添加剂Co有利于提高复合电极的高电流保持和循环性能，但复合电极的比电容略低于不含Co的复合电极。氧化镍/碳纳米管复合材料之间的匹配程度电极和701A活性炭负极对电容器的性能影响很大。当活性炭负极与氧化镍/碳纳米管正极的质量比为3.7:1时，比电容可达92 F/g；活性炭负极和镍钴氧化物/碳当纳米管的阳极质量比为 3:1 时，比电容可达 129 F/g（以两个电极的活性材料质量计）。活性炭负极与镍钴氧化物/碳纳米管正极质量比为3:1组装的模拟电容器在0.4~1.5 V电位范围内具有良好的电容性能，在3 mA/时放电比电容达到117 F cm2 /g，40 mA/cm2 时的放电比电容为 77.4 F/g，是 3 mA/cm2 时的 66.2 %。电沉积制备的氧化镍/碳纳米管阵列复合电极具有高比容量、良好的高电流保持率和循环寿命，在20 A/g电流密度下的放电比电容为621 F/g； 100 A/g g电流密度下的放电比电容为531 F/g，为20 A/g的83%；氧化镍/碳纳米管复合电极经过5000次充放电后，比电容仍保持在初始循环的93%。沉积电流密度降低，电解液浓度降低，氧化镍沉积均匀，比电容更高；沉积方法对复合电极性能的影响不如沉积电流明显。碳纳米管复合电极与碳纳米管阵列的电化学性能差异很大。氧化镍/碳纳米管复合电极在低电流密度下具有较高的比电容，高达1686 F/g；该氧化镍/碳纳米管阵列复合电极具有较高的电流保持率，100 A/g的充放电电流密度为20 A/g时的比电容为83%。