正交试验法优化Ni(OH)2超电材料溶剂热法制备工艺
2022-06-21于金山王宏智
电镀与精饰 2022年6期
苏 展 ,于金山 ,董 浩 ,石 昕 ,王宏智 *
(1. 国网天津市电力公司电力科学研究院,天津 300384;2. 天津市电力物联网企业重点实验室,天津 300384;3. 天津大学化工学院应用化学系,天津 300350)
超级电容器具有快速储能/释放,耐用性好以及可进行高功率密度输送等优点,可有效填补传统电容器和电池之间功率和能量密度差异的空白,因而备受研究者的关注[1]。根据电荷存储机制的不同,可将超级电容器分为两种主要类型:借助电极表面形成的双电层来存储能量的双电层电容器,和依赖可逆的法拉第反应来存储电荷的赝电容电容器[2]。双电层电容器的电极材料主要是各种高比表面积的碳材料[3-4],现已得到广泛的应用,但其相对低的能量密度阻碍了其实际应用[5-6];因此具有高比电容的赝电容材料逐渐得到了科研人员的关注。
赝电容超级电容器的电极材料主要为过渡金属氧化物或氢氧化物[7-9]以及各类导电聚合物[10-11]。Ni(OH)2电容特性良好,循环稳定性优异,已逐渐成为超级电容器正极的候选材料。Li L等[12]利用水热法制备了α-Ni(OH)2纳米片阵列。充放电测试表明,材料表现出1759 F·g-1的高比电容以及良好的倍率能力和循环稳定性。Hou C 等[13]通过可控化学镀的方法开发了NΡ Au/VA Ni(OH)2混合电极。制备的高性能非对称超级电容器有着31.4 Wh·kg-1的高能量密度。
本实验中镍源使用NiCl2·6H2O,添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚苯乙烯磺酸钠(ΡSS)作为改性剂,采用简单溶剂热法成功制备得到了β-Ni(OH)2材料。设计四因素三水平正交试验,探究了β-Ni(OH)2材料的最佳制备条件。……
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