BiOX(X=F,Cl)的制备及电化学性能研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinghuawuqiong
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进入21世纪以来,环境资源问题凸显,人们需要做的不仅是节能减排,减少污染,还需要开发清洁绿色能源来减轻资源和环境的压力,因此高效的储能设备的研究也就十分迫切。提出新的电池概念,开发新的电极材料,研究新的电池体系是电池技术不断进步的动力源泉,更是储能领域研究的热点。本文以BiOF和BiOCl为负极材料,分别与活性炭和氢氧化镍组装成非对称超级电容器和碱性二次电池以研究其电化学性能。本论文的主要内容如下:1.在室温下通过硝酸铋和氟化钠的沉淀反应制备了亚微米级的BiOF粉体材料,并将其制备成电极片与活性炭电极组装成非对称超级电容器,研究其电化学性能。通过条件实验得出了最佳的硝酸铋与氟化钠的摩尔比,氟化钠溶液的滴加速度,溶剂体系。制备出的BiOF材料为亚微米级团簇形,初级构成粒子为纳米片,厚度约2040 nm。所组装的非对称超级电容器,BiOF电极的比容量高达818 F g-1,1000次循环后保持初始比容量的90%。2.将所制备的BiOF电极材料和氢氧化镍组装成Bi OF//Ni(OH)2二次电池,研究了不同电解液对该电池体系电化学性能的影响。通过比较该电池体系在KF、KOH和KF+KOH复合电解液中的电化学性能,发现KOH+KF复合电解液更适合该电池体系,尤其是配比为2 M KF+4 M KOH的电解液,并在此电解液中对该电池体系进行了不同扫描速率下的循环伏安测试、不同电流密度下的恒流充放电测试、循环寿命测试,发现其倍率性能优异,2 A g-1时容量为0.5 A g-1时的98.4%。3.采用氯化铋在两种不同体系下的水解反应制备了两种不同形貌,不同粒径的BiOCl材料。两种材料分别为微米级的花状结构和纳米级的片状结构,粒径差距很大。将其分别与氢氧化镍组装成BiOCl//Ni(OH)2二次电池,研究其电化学性能,结果发现粒径较小的纳米片状材料的比容量较高,0.5 A g-1时比容量为146 mAh g-1,倍率性能较好,5 A g-1时的比容量为1 A g-1比容量的90.2%。而微米花状形貌结构材料的循环稳定性较好,500次循环后容量保持率为78%。
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