文献综述
摘要:通过控制水热反应参数制得氧化镍,对其进行测试确定适宜的水热生长条件,比较不同的生长条件对氧化镍形貌和性能的影响;选择其中电化学性能相对较好的氧化镍,与不同碳源(石墨烯、碳纳米管、生物碳荷叶、椰壳)进行复合,并研究比较制备样品的形貌和电化学性能,比较这些材料对于氧化镍的形貌改变,及电化学性能的改善作用,得到电容量高,循环循环性好的超级电容电极。关键词:水热反应参数氧化镍碳纳米材料活性炭复合电极
1引言
能源是人类生存和发展的重要物质基础1。能源存储是缓解能源问题的有效途径。随着科技和社会的迅速发展,对高性能电源的需求量越来越大。这些电源装置不仅高的比能量,而且还要有高的比功率。传统静电电容器尽管有大的比功率,但其比能量较小,因此不能满足实际要求。同时,如今电动汽车等对电源功率的要求逐渐提高,而当今电池却不能达到其要求。在此背景下,超级电容器因为具有传统电容器和电池所不具有的优点而得到了广泛的关注。作为一种新型储能装置,超级电容不仅为能源存储提供了新的思路,更在实际应用中起到了二次电池无法取代的地位。
1.1超级电容简介
超级电容器又称超大容量电容器、电化学电容器或双电层电容器2,属于普通电化学储能设备的范畴3,是一种介于电池电池和传统电容器之间的新型储能器件4。常见的几种电源性能对比如图11所示5。
f图11各种储能装置的比能量和比功率的关系
1957年,Becker首先提出了可以将较小的电容器用作储能元件的专利,该专利具有接近电池的比能量6。1968年,美国标准石油公司(SOHIO)的Boos提出了利用高比表面积碳材料制作双电层电容器的专利7,随后,该技术被转让给日本NEC公司,到80年代,日本NEC公司实现了产业化,推出了系列产品,并占据世界双电层电容器市场,从而引起了各国的广泛关注。电化学电容器是电压存储、高功率电能存储设备。超级电容器不同于电池,在充放电时不发生化学反应,电能的储存或释放是通过静电场建立的物理过程来完成的,电极和电解液几乎不会老化,因此使用寿命长,并且可以实现快速充电和快速大电流放电。最重要的是,超级电容比传统电容储存电荷的能力高出近34个数量级。因此超级电容器可以像电池一样储存能量,并具有普通电容器充放电快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性能高等特点。超级电容器、静电电容器和电池的性能比较如表12所列8。参数放电时间s充电r