电沉积制备镍钴电极材料的研究进展

张 勇,杨 净,闫新华,高海丽

( 1. 郑州轻工业大学材料与化学工程学院,河南 郑州 450002; 2. 河南超威电源有限公司,河南 焦作 454550 )

电极材料是决定超级电容器电化学性能的关键。 许多贵金属在用作电极材料时具有很好的电容性能,但由于在自然界中的含量较低、成本过高,应用受限。 过渡金属在自然界中的含量较高,成本较低,且因为价态多变可涉及丰富的氧化还原反应,理论比容量高。 基于上述特点,过渡金属在储能领域受到了人们的广泛关注[1-2]。

在各种过渡金属电极材料中,二元镍钴电极材料由于可通过协同作用克服彼此的缺点,同时具有较高的电导率和较高的电化学活性,且与单一镍钴氢氧化物、氧化物相比,电容更高,受到广泛的关注。 不同的合成方法,往往可制得具有不同微观形貌与性能的镍钴材料。 目前,人们已通过化学沉淀法、固相合成法和溶胶-凝胶法等方法[3]制备了镍钴电极材料,但电沉积法合成还鲜有文献报道。 与传统的合成方法相比,电沉积法所得材料具有组成、形貌可控性强的特点,尤其在制备一体化电极(免黏结剂)领域,有重要的应用。

本文作者主要介绍了电沉积法制备镍钴氢氧化物和镍钴氧化物电极材料的研究现状,以及改性和热处理的研究进展,并对发展方向进行了展望。

1 镍钴氢氧化物

过渡金属氢氧化物,尤其是镍钴氢氧化物,可发生可逆的法拉第反应,提供比电化学双层电容器高10 倍的比电容,如Ni(OH)2与Co(OH)2的理论比电容,分别可达2 082 F/g、4 613 F/g[4],但现有研究的实际比电容远低于理论值。……