多孔NiCo2O4基納米結構超級電容器材料制備與性能

第一章　緒論 001 
1.1　引言 001 
1.2　NiCo2O4 的結構 003 
1.3　NiCo2O4 的儲能機理 003 
1.4　NiCo2O4 的合成方法 004 
1.4.1　固相法 004 
1.4.2　共沉淀法 005 
1.4.3　水熱法 005 
1.4.4　溶膠-凝膠（Sol-gel）法 005 
1.4.5　微波合成法 006 
1.4.6　電沉積法 006 
1.5　NiCo2O4 性能提高的方法 007 
1.5.1　形貌控制 007 
1.5.2　過渡金屬氧化物復合 011 
1.5.3　導電物質復合 014 
1.5.4　多相復合 027 
第二章　原位聚合物模板法制備多孔NiCo2O4 納米材料及其性能的研究 031 
2.1　引言 031 
2.2　原位聚合物模板法制備多孔納米NiCo2O4 及其復合材料 032 
2.2.1　具有3D 網絡聚合物凝膠體的原位合成 032 
2.2.2　多孔納米NiCo2O4 032 
2.2.3　多孔NiCo2O4/GO 納米復合材料的合成 033 
2.2.4　多孔NiCo2O4/NiO 納米復合材料的合成 034 
2.3　原位聚合物模板法的工藝原理及關鍵因素研究 034 
2.3.1　基本工藝原理 034 
2.3.2　凝膠方式的影響 034 
2.3.3　單體和交聯劑濃度及比例對聚合凝膠體物理性質的影響 037 
2.3.4　原料濃度對凝膠時間和晶粒尺寸的影響 038 
2.4　NiCo2O4 的表征與分析 041 
2.4.1　聚合物凝膠體的表征與分析 041 
2.4.2　干凝膠的熱分析 045 
2.4.3　XRD物相分析 046 
2.4.4　FT-IR結構分析 047 
2.4.5　顯微結構分析 049 
2.4.6　XPS分析 054 
2.4.7　孔徑與比表面積分析 055 
2.5　材料的電化學性能分析 056 
2.5.1　不同煅燒溫度對循環(huán)伏安（CV）的影響 056 
2.5.2　不同煅燒溫度對交流阻抗（EIS）的影響 057 
2.5.3　不同煅燒溫度對恒流充放電的影響 058 
2.5.4　不同掃描速率對循環(huán)伏安的影響 060 
2.5.5　不同電流密度對恒流充放電的影響 061 
2.5.6　循環(huán)壽命分析 062 
本章小結 063 
第三章  多孔NiCo2O4/GO 納米復合電極材料的制備與性能研究 065 
3.1　引言 065 
3.2　NiCo2O4/GO 納米復合電極材料的表征與分析 065 
3.2.1　NiCo2O4/GO 的前驅體凝膠體對比 065 
3.2.2　差熱-熱重分析 066 
3.2.3　XRD分析 067 
3.2.4　FESEM顯微結構觀察與分析 068 
3.2.5　透射電鏡顯微結構觀察與分析 070 
3.2.6　XPS分析 072 
3.2.7　孔徑與比表面積分析 074 
3.3　NiCo2O4/GO 復合電極材料的電化學性能 075 
3.3.1　不同GO 含量對電化學性能的影響 076 
3.3.2　最佳樣品與NiCo2O4 電化學性能的對比分析 078 
3.3.3　不同掃描速率對循環(huán)伏安的影響 080 
3.3.4　不同電流密度對恒流充放電的影響 081 
3.4　組裝成非對稱超級電容器的電化學性能 083 
3.5　NiCo2O4 和GO 協(xié)同作用機理 087 
本章小結 088 
第四章　多孔NiCo2O4/NiO 納米復合電極材料的制備 與研究 090 
4.1　引言 090 
4.2　材料表征與分析 091 
4.2.1　XRD分析 091 
4.2.2　FESEM顯微結構觀察與分析 091 
4.2.3　透射電鏡觀察與分析 092 
4.2.4　能譜（EDS）分析 093 
4.2.5　XPS分析 095 
4.2.6　孔徑與比表面積分析 096 
4.3　NiCo2O4/NiO 復合材料電化學測試與分析 098 
4.3.1　不同NiO 含量對循環(huán)伏安特性的影響 098 
4.3.2　不同NiO 含量對恒流充放電的影響 098 
4.3.3　不同NiO 含量對交流阻抗的影響 100 
4.3.4　不同掃描速率對循環(huán)伏安特性的影響 100 
4.3.5　不同電流密度對恒流充放電的影響 101 
4.3.6　交流阻抗等效電路分析 103 
4.3.7　循環(huán)壽命 104 
本章小結 105 
第五章　噴霧干燥法制備多孔NiCo2O4/CNTs 納米 復合電極材料的研究 106 
5.1　引言 106 
5.2　噴霧干燥法制備介孔納米NiCo2O4 微球及其復合材料 107 
5.2.1 　微－納結構介孔NiCo2O4 微球的制備 107 
5.2.2　多孔NiCo2O4/CNTs 微球的制備 108 
5.3　多孔NiCo2O4/CNTs 復合微球的表征與分析 109 
5.3.1　前驅體的熱分析 109 
5.3.2　物相分析 110 
5.3.3　紅外光譜結構分析 111 
5.3.4　顯微結構分析 112 
5.3.5　能譜分析 116 
5.3.6　孔徑與比表面積分析 116 
5.4　 不同CNTs 含量的NiCo2O4/CNTs 納米復合材料的電化學 性能分析 118 
5.5　NiCo2O4 和最佳納米復合材料（CNTs含量為10%）的電化學性能對比研究 120 
5.5.1　不同掃描速率的影響 120 
5.5.2　不同電流密度的影響 121 
5.5.3　交流阻抗譜對比分析 122 
5.5.4　循環(huán)壽命對比分析 123 
5.6　組裝成非對稱超級電容器的電化學性能對比分析 124 
5.6.1　不同掃描速率的影響 125 
5.6.2　不同電流密度的影響 126 
5.6.3　能量密度和功率密度對比分析 127 
5.6.4　循環(huán)壽命對比分析 128 
本章小結 129 
參考文獻 131