水熱法合成NiCo2O4電極材料的電化學性能

楊 歡，張校飛*，胡守遠，徐玉林，陳順生，閔 潔

(1.湖北理工學院 a.數理學院，b.化學與化工學院，湖北 黃石 435003；2.湖北揚信醫藥科技有限公司，湖北 黃石 435003)

隨著經濟飛速發展，能源需求日益增長，人們迫切需要發展和利用可再生能源。電化學超級電容器由于具有高的功率密度、優異的倍率性能、較長的循環壽命、較大的充放電速度等優點，受到廣泛關注[1]。過渡金屬氧化物作為一種電極材料，其工作原理是利用法拉第氧化還原反應存儲和釋放電荷。與活性炭電極材料相比，過渡金屬氧化物具有高的比電容和大的能量密度[2]。

目前，已有大量過渡金屬氧化物(如RuO2,Mn3O4,CuO,Co3O4,NiO等[3-6])被用于制備電極材料。由于二元系過渡金屬氧化物存在更多的氧化還原反應對，且與不同金屬離子具有協同效應，從而具有比一元系金屬氧化物電極材料更優異的電化學性能[7-8]。NiCo2O4電極材料具有穩定的尖晶石結構，有利于在電極充放電過程中保持良好的循環性能，然而其比電容實測值遠低于理論值(2 690 F/g)[9-10]。鑒于此，有必要進一步對其充放電機理進行研究，為提高電極材料電化學性能提供理論依據。

1 實驗

1.1 NiCo2O4粉體和電極的制備

1)采用水熱法制備NiCo2O4粉體。原料為硝酸鈷、硝酸鎳、NH4F、尿素，均購自國藥集團化學試劑有限公司，分析純。稱取0.02 mol Co(NO3)2·6H2O和0.01 mol Ni(NO3)2·6H2O，溶于100 mL去離子水中，加熱攪拌，溫度為80 ℃。同時，加入適量的NH4F和尿素。攪拌1 h后，將上述溶液倒入高壓反應釜中，在100 ℃條件下水熱合成12 h，得到前驅體溶液。使用去離子水和無水乙醇離心清洗各3次。……