研究生开题-林昕

答辩人：林昕,导师：胡星副教授,学号：201220116780微电子学与固体电子学日期：2013-12-20,选题意义和依据,1PANDOLFOAG,HOLLENKAMPAF.CarbonpropertiesandtheirroleinsupercapacitorsJ.JournalOfPowerSources,2006,157(1):11-27,基于三维多孔镍电极沉积氧化物电极的电化学特性研究,Parttwo,国内外研究现状,多孔镍材料,三维网状结构，孔隙率高，比表面积大,在二次电池中有着广泛的运用2。制造镍氢电池(MH-Ni)的最佳电极材料之一,电池电极材料,2VuA,QianY,SteinA.PorousElectrodeMaterialsforLithium-IonBatteries-HowtoPrepareThemandWhatMakesThemSpecial.Adv.EnergyMater.2012,2:1056-1085,镍基电极材料成本低廉，多孔结构有效减小离子电子的扩散距离，提高反应接触面积，增大电极的比容量2。,电化学电容器电极材料,多孔镍材料特性,三维多孔镍电极,基于多孔铝为模板，对多孔铝进行阳极氧化处理，后采用电铸法制备,3蔡荆.脱合金法制备多孔镍膜及电化学性能研究D.浙江大学,2013.,电池电极材料,电极活性材料直接影响着电池性能的优劣和成本4,4常照荣.化学电源用氢氧化镍以及相关化合物的合成、结构和性能研究D.北京;北京理工大学,2007.,5YANGGW,XUCL,LIHL.ElectrodepositednickelhydroxideonnickelfoamwithultrahighcapacitanceJ.ChemicalCommunications,2008,(48):6537-6539.,电化学电容器电极材料,6WANGG,ZHANGL,ZHANGJ.AreviewofelectrodematerialsforelectrochemicalsupercapacitorsJ.ChemicalSocietyReviews,2012,41(2):797-828.,7J.P.Zheng,P.J.Cygan,andT.R.Jow,J.Electrochem.Soc.142,26991995,基于三维多孔镍电极沉积氧化物电极的电化学特性研究,Partthree,研究的目的和内容,研究目的,8LIUJ,XIAH,LUL,etal.AnisotropicCo3O4porousnanocapsulestowardhigh-capacityLi-ionbatteriesJ.JournalOfMaterialsChemistry,2010,20(8):1506-1510.,主要内容,基于三维多孔镍电极沉积氧化物电极的电化学特性研究,Partfour,课题的创新性,课题创新性,9WEIWF,CUIXW,MAOXH,etal.Morphologyevolutioninanodicallyelectrodepositedmanganeseoxidenanostructuresforelectrochemicalsupercapacitorapplications-EffectofsupersaturationratioJ.ElectrochimicaActa,2011,56(3):1619-1628.,基于三维多孔镍电极沉积氧化物电极的电化学特性研究,Partfive,已完成工作,已完成工作,阳极氧化（10min）处理可减小多孔铝孔壁的导电性，使得电铸过程能够保证镍柱从孔洞的底部开始生长，从而得到具有纳米级和微米级的镍柱，提高多孔镍电极的比表面积。,电极的制备过程,电化学沉积,电化学沉积氢氧化镍,图4.1.7V20min的断面图(a)和表面图(b),a,b,电化学沉积氢氧化镍,图3多孔Ni(OH)2-Ni电极的电化学特性：(a)两电极法1.7V恒压法不同时(5/10/20/30min);(b)间歇性脉冲电压方法(1.7V60s,-3V2/5/10s)的循环伏安图(扫描速率均为10mV/s);(c)面积比电容,电化学沉积二氧化锰,电化学沉积二氧化锰,1、不同沉积电流密度下沉积物断面形貌（放大倍率30000）,随着电流密度的增大沉积物附着更均匀。,a,b,c,d,e,图5.相同时间5min不同沉积电流密度下断面形貌(a)1mA；(b)3mA；(c)6mA；(d)10mA；(e)14mA,电化学沉积二氧化锰,2、不同沉积电流密度的面积比电容,电化学沉积二氧化锰,3、同一电流密度3mA不同时间的形貌（放大倍率5000）,图6.同一电流密度3mA不同时间下断面形貌(a)10min;(b)20min;(c)30min;(d)40min,4、同一电流密度3mA不同沉积时间的面积比电容,电化学沉积二氧化锰,结论：1低扫描速率下面积比电容随沉积时间增长而增长-沉积量增加；但随着沉积时间的延长，比电容增长趋势变缓-沉积物堆积堵塞了孔。选择合适的时间从而控制沉积量。,5、相同电量不同电流密度的沉积物形貌（30000倍断面/5000倍表面）,电化学沉积二氧化锰,3mA20min,1mA60min,6mA10min,10mA6min,6、相同电量不同电流密度的面积比电容,电化学沉积二氧化锰