多孔NiCo2O4基纳米结构超级电容器材料制备与性能

尖晶石型NiCo2O4 以其毒性低、资源丰富、理论容量高、氧化还原可逆性良好等优点而成为一种非常有前景的赝电容型超级电容器的电极材料。本书通过材料纳米化、增加多孔性、控制形貌、多元复合等多种手段改性，进一步提高材料的能量密度、导电性、倍率性能以及循环稳定性，进而提高相应超级电容器的性能指标，为相关产品开发提供指导和借鉴。 本书适宜从事超级电容器开发以及相关能源材料开发的技术人员阅读。

黎春阳，博士，大连交通大学高级实验师，硕士生导师。1994年毕业于湖南大学化学化工系无机非金属材料专业。主要从事化学及电化学方面的教学和科研工作。主持辽宁省自然科学基金、国家重点实验室开放基金等课题项目6项。参与国家重点基础研究项目(973计划)、 国家重点研发计划、辽宁省教育厅科学研究项目、大连市科技基金等十余项。在国内外重要学术期刊发表核心及特级期刊论文（SCI收录）20篇，授权发明专利5项。

第一章　绪论 001 1.1　引言 001 1.2　NiCo2O4 的结构 003 1.3　NiCo2O4 的储能机理 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　水热法 005 1.4.4　溶胶-凝胶（Sol-gel）法 005 1.4.5　微波合成法 006 1.4.6　电沉积法 006 1.5　NiCo2O4 性能提高的方法 007 1.5.1　形貌控制 007 1.5.2　过渡金属氧化物复合 011 1.5.3　导电物质复合 014 1.5.4　多相复合 027 第二章　原位聚合物模板法制备多孔NiCo2O4 纳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备多孔纳米NiCo2O4 及其复合材料 032 2.2.1　具有3D 网络聚合物凝胶体的原位合成 032 2.2.2　多孔纳米NiCo2O4 032 2.2.3　多孔NiCo2O4/GO 纳米复合材料的合成 033 2.2.4　多孔NiCo2O4/NiO 纳米复合材料的合成 034 2.3　原位聚合物模板法的工艺原理及关键因素研究 034 2.3.1　基本工艺原理 034 2.3.2　凝胶方式的影响 034 2.3.3　单体和交联剂浓度及比例对聚合凝胶体物理性质的影响 037 2.3.4　原料浓度对凝胶时间和晶粒尺寸的影响 038 2.4　NiCo2O4 的表征与分析 041 2.4.1　聚合物凝胶体的表征与分析 041 2.4.2　干凝胶的热分析 045 2.4.3　XRD物相分析 046 2.4.4　FT-IR结构分析 047 2.4.5　显微结构分析 049 2.4.6　XPS分析 054 2.4.7　孔径与比表面积分析 055 2.5　材料的电化学性能分析 056 2.5.1　不同煅烧温度对循环伏安（CV）的影响 056 2.5.2　不同煅烧温度对交流阻抗（EIS）的影响 057 2.5.3　不同煅烧温度对恒流充放电的影响 058 2.5.4　不同扫描速率对循环伏安的影响 060 2.5.5　不同电流密度对恒流充放电的影响 061 2.5.6　循环寿命分析 062 本章小结 063 第三章 多孔NiCo2O4/GO 纳米复合电极材料的制备与性能研究 065 3.1　引言 065 3.2　NiCo2O4/GO 纳米复合电极材料的表征与分析 065 3.2.1　NiCo2O4/GO 的前驱体凝胶体对比 065 3.2.2　差热-热重分析 066 3.2.3　XRD分析 067 3.2.4　FESEM显微结构观察与分析 068 3.2.5　透射电镜显微结构观察与分析 070 3.2.6　XPS分析 072 3.2.7　孔径与比表面积分析 074 3.3　NiCo2O4/GO 复合电极材料的电化学性能 075 3.3.1　不同GO 含量对电化学性能的影响 076 3.3.2　最佳样品与NiCo2O4 电化学性能的对比分析 078 3.3.3　不同扫描速率对循环伏安的影响 080 3.3.4　不同电流密度对恒流充放电的影响 081 3.4　组装成非对称超级电容器的电化学性能 083 3.5　NiCo2O4 和GO 协同作用机理 087 本章小结 088 第四章　多孔NiCo2O4/NiO 纳米复合电极材料的制备 与研究 090 4.1　引言 090 4.2　材料表征与分析 091 4.2.1　XRD分析 091 4.2.2　FESEM显微结构观察与分析 091 4.2.3　透射电镜观察与分析 092 4.2.4　能谱（EDS）分析 093 4.2.5　XPS分析 095 4.2.6　孔径与比表面积分析 096 4.3　NiCo2O4/NiO 复合材料电化学测试与分析 098 4.3.1　不同NiO 含量对循环伏安特性的影响 098 4.3.2　不同NiO 含量对恒流充放电的影响 098 4.3.3　不同NiO 含量对交流阻抗的影响 100 4.3.4　不同扫描速率对循环伏安特性的影响 100 4.3.5　不同电流密度对恒流充放电的影响 101 4.3.6　交流阻抗等效电路分析 103 4.3.7　循环寿命 104 本章小结 105 第五章　喷雾干燥法制备多孔NiCo2O4/CNTs 纳米 复合电极材料的研究 106 5.1　引言 106 5.2　喷雾干燥法制备介孔纳米NiCo2O4 微球及其复合材料 107 5.2.1 　微－纳结构介孔NiCo2O4 微球的制备 107 5.2.2　多孔NiCo2O4/CNTs 微球的制备 108 5.3　多孔NiCo2O4/CNTs 复合微球的表征与分析 109 5.3.1　前驱体的热分析 109 5.3.2　物相分析 110 5.3.3　红外光谱结构分析 111 5.3.4　显微结构分析 112 5.3.5　能谱分析 116 5.3.6　孔径与比表面积分析 116 5.4　 不同CNTs 含量的NiCo2O4/CNTs 纳米复合材料的电化学 性能分析 118 5.5　NiCo2O4 和最佳纳米复合材料（CNTs含量为10%）的电化学性能对比研究 120 5.5.1　不同扫描速率的影响 120 5.5.2　不同电流密度的影响 121 5.5.3　交流阻抗谱对比分析 122 5.5.4　循环寿命对比分析 123 5.6　组装成非对称超级电容器的电化学性能对比分析 124 5.6.1　不同扫描速率的影响 125 5.6.2　不同电流密度的影响 126 5.6.3　能量密度和功率密度对比分析 127 5.6.4　循环寿命对比分析 128 本章小结 129 参考文献 131