《新一代高性能氧化鎳超級電容器的設計與機理研究》是依託蘭州大學，由徐彩玲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：新一代高性能氧化鎳超級電容器的設計與機理研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：徐彩玲
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
科學技術的不斷發展，使對具有超高能量密度和功率密度的新一代高性能超級電容器的需求優為迫切。氧化鎳由於固有的氧化還原可逆性、超高贗電容、環境友好及低廉的價格，是極為理想的超級電容器電極材料，但氧化鎳較低的工作電位範圍和傳統的電極壓片工藝大大降低了電極的孔隙率，阻礙離子的傳輸，以及需要添加其他非活性物質等，使氧化鎳的能量密度和功率密度難以提高。為此本項目將以極大提高電極材料能量密度和功率密度為目的，避免壓片過程，以泡沫鎳為集流體，溶致液晶軟模板為電解液，採用電化學沉積的方法直接製備三維多孔氧化鎳電極，在此基礎上改變材料的比表面積、孔隙結構、表面活性、電子導電性，研究三維多孔電極中以上各種因素對電極性能的影響規律，同時通過不同電極之間的最佳化組合，實現電極工作電位範圍的改善。這不僅對進一步闡明贗電容超級電容器電容產生機理具有重要意義，而且還為新一代高性能超級電容器的實現提供理論和技術支持。
結題摘要
本項目以提高氧化鎳超級電容器的能量密度、功率密度和循環穩定性為目的，以泡沫鎳作為集流體，通過直流電沉積方法製備三維多孔高性能氧化鎳及改性氧化鎳電極，同時組裝高性能超級電容器。在本項目實施期內，項目負責人緊緊圍繞項目的研究目標和研究計畫開展工作。主要研究工作如下：1.沉積電位、沉積時間以及沉積溫度等不同工藝條件對三維氫氧化鎳電極結構和性能的影響；2. Au、Pt、Pd等金屬改性的三維Ni(OH)2複合電極的電化學性能研究；3. Co、Zn、Al等金屬參雜對Ni(OH)2電極性能的影響；4.退火溫度及速率對氧化鎳電極性能的影響；5. 高性能氧化鎳超級電容器的組裝。另外，根據國內外最新研究動態，對項目研究內容進行了適時調整和適當拓展, 製備了氧化錳/泡沫鎳電極、氧化錳/貴金屬/泡沫鎳電極、氧化錳/PEDOT/泡沫鎳電極並組裝高性能超級電容器。分別研究了此類電極在水溶液和離子液體電解液中的電化學性能。同時製備了Pd/泡沫鎳電極並對其電催化性能進行了一些研究，拓展了三維泡沫鎳的套用研究領域。本項目在青年基金資助下，取得了較大進展，在提高電極電化學性能的基礎上，對電極過程動力學等也進行了相應研究，得出了其中的規律性。已發表SCI論文8篇，修改1篇，培養研究生5人，圓滿完成項目目標。
