氫氧化鈷/氫氧化鎳復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究

鐘 艷，王升高，陳 睿，劉星星，崔麗佳，王 巖

（武漢工程大學(xué) 湖北省等離子體化學(xué)與新材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430074）

氫氧化鈷/氫氧化鎳復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究

鐘 艷，王升高，陳 睿，劉星星，崔麗佳，王 巖

（武漢工程大學(xué) 湖北省等離子體化學(xué)與新材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430074）

過(guò)渡金屬氧化物（氫氧化物）由于其優(yōu)良的電容特性而受到極大的關(guān)注，其中Co（OH）2和Ni（OH）2是研究的熱點(diǎn)。采用電化學(xué)沉積法制備不同摩爾比的Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料，利用XRD和SEM對(duì)沉積產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌表征，同時(shí)采用循環(huán)伏安法、恒電流充放電以及電化學(xué)阻抗譜對(duì)電極材料進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明，電化學(xué)沉積法可以制備出不同摩爾比的Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料，電極材料為納米花狀結(jié)構(gòu)，而這種結(jié)構(gòu)大幅增加了活性材料的比表面積。隨著沉積溶液中Co（NO3）2或Ni（NO3）2含量的增加，Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料的放電時(shí)間與比電容值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。其中，當(dāng)沉積溶液中Ni（NO3）2∶Co（NO3）2=1∶1時(shí)，所沉積的Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料的放電時(shí)間最長(zhǎng)、比電容值最大，可達(dá)到841.15 F/g。

超級(jí)電容器；電沉積；氫氧化鈷；氫氧化鎳；復(fù)合材料；電化學(xué)性能

0 引言

超級(jí)電容器作為一種新型的儲(chǔ)能裝置，由于具有比傳統(tǒng)電容器較高的能量密度、比化學(xué)電池較高的功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性好、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電速率快等特點(diǎn)，在許多領(lǐng)域受到廣泛的應(yīng)用[1]。超級(jí)電容器可以通過(guò)幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)區(qū)分，如使用的電極材料、電解液或者電池的設(shè)計(jì)。為了提高超級(jí)電容器的性能，尤其是提高其比能量但同時(shí)保留特有的高比功率，許多研究人員主要致力于提高電極材料的性能[2-3]。超級(jí)電容器電極材料主要分為三類[4]：碳材料、過(guò)渡金屬氧化物（氫氧化物）以及導(dǎo)電聚合物。各種碳材料較低的電容限制了其應(yīng)用，導(dǎo)電聚合物在穩(wěn)定性方面存在問(wèn)題以至于應(yīng)用受到限制。

過(guò)渡金屬氧化物（氫氧化物）由于其高比電容和高比功率，使得在商業(yè)應(yīng)用中非常具有吸引力，同時(shí)被認(rèn)為是超級(jí)電容器最佳的候選材料[5-6]。過(guò)渡金屬氧化物（氫氧化物）包括氧化釕、氧化銥、五氧化二釩、二氧化錳、氧化鎳（氫氧化鎳）、氧化鈷（氫氧化鈷）等[7-8]。其中，RuO2由于比電容高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、電導(dǎo)率高、電化學(xué)可逆性好以及倍率性能高而被認(rèn)為是最有前景的電極材料[9]。但是RuO2的主要缺點(diǎn)是資源稀少以及貴金屬（Ru）成本高昂，這限制了RuO2的商業(yè)應(yīng)用。出于成本考慮，目前正在被研究的V2O5、NiO/Ni（OH）2、MnO2、Co3O4/Co（OH）2、Fe3O4等可作為RuO2的替代材料[5，10-12]。Ni的氫氧化物Ni（OH）2理論容量大有著和RuO2相似的性質(zhì)，且價(jià)格便宜、資源豐富、氧化還原活性良好且對(duì)環(huán)境友好，而備受關(guān)注。但由于Ni（OH）2是低導(dǎo)電性P型半導(dǎo)體，電子導(dǎo)電性能較差，因此利用率不高，并且其保持率極低，為提高利用率及保持率，需要對(duì)Ni（OH）2進(jìn)行摻雜[13]。目前，對(duì)Ni（OH）2進(jìn)行摻雜的元素有：銅[14]、錳[15]、鐵[16]、鋁[17]、鑭[18]、鈰[19]、鋅[20]、鈷[13]等，在所有添加劑中，鈷是研究得最早、最多也是最深入的添加劑[21]。制備氫氧化鈷/氫氧化鎳的方法有直接沉淀法、低溫固相合成法、溶膠凝膠法、電化學(xué)法等。在制備氫氧化鈷/氫氧化鎳的眾多方法中，電化學(xué)沉積法操作簡(jiǎn)單，且具有能夠通過(guò)改變沉積參數(shù)，如電解液組成、沉積電勢(shì)及溫度等來(lái)精確控制產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)[22]，被認(rèn)為是具有發(fā)展前景的方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及裝置

實(shí)驗(yàn)所配置的硝酸鈷（濃度為0.05 mol/L）、硝酸鎳（濃度為0.05 mol/L）、硫酸鈉（濃度為0.01 mol/L）為電鍍液，氫氧化鉀（濃度為0.1 mol/L）為電解液。通過(guò)圖1所示的電化學(xué)工作站（CHI660B）進(jìn)行材料的電沉積與電化學(xué)性能測(cè)試。其他裝置還包括集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（DF-101S）、掃描電子顯微鏡（JSM-5510LV）、X射線衍射儀（D8）。

圖1 電沉積實(shí)驗(yàn)裝置及電化學(xué)測(cè)試裝置示意圖Fig.1 Schematic diagram ofelectrodeposition experiment device and electrochem ical testdevice

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 鎳片的預(yù)處理

將鎳片裁剪成1 cm×1 cm的薄片壓平，先用無(wú)水乙醇超聲除油10 min，然后用去離子水超聲清洗10 min，這樣交替使用無(wú)水乙醇和去離子水超聲清洗3次，然后放入鹽酸溶液中超聲處理10 min，再用無(wú)水乙醇和去離子水交替沖洗3次后，放入60℃烘箱干燥。

1.2.2 電極的預(yù)處理

用去離子水對(duì)鉑片電極、Ag/AgCl參比電極、石墨棒進(jìn)行清洗，自然晾干；對(duì)Ag/AgCl參比電極進(jìn)行3.5 mol/L氯化鉀飽和處理。

1.2.3 氫氧化鈷/氫氧化鎳復(fù)合材料的電沉積

氫氧化鈷/氫氧化鎳復(fù)合材料的電沉積是在標(biāo)準(zhǔn)的三電極體系下進(jìn)行的。電沉積純Co（OH）2時(shí)以0.05 mol/L的Co（NO3）2和0.01 mol/L的Na2SO4為電鍍液；電沉積純Ni（OH）2時(shí)以0.05 mol/L的Ni（NO3）2和0.01 mol/L的Na2SO4為電鍍液，而電沉積不同摩爾比的Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料時(shí)，是以不同摩爾比的0.05mol/L的Co（NO3）2和Ni（NO3）2的混合液與0.01 mol/L的Na2SO4為電鍍液，將鎳片作為工作電極（WE），石墨棒作為輔助電極即對(duì)電極（CE），Ag/AgCl電極作為參比電極（RE），在CHI660B型電化學(xué)工作站上進(jìn)行循環(huán)伏安電化學(xué)沉積。實(shí)驗(yàn)中參比電極要盡可能的靠近工作電極，同時(shí)注意避免三個(gè)電極接觸。

2 結(jié)果與討論

圖2為循環(huán)伏安法制備的氫氧化鈷的XRD圖譜。由于電化學(xué)沉積法制備的不同百分比的Co（OH）2/ Ni（OH）2復(fù)合材料的XRD圖像基本一致，所以在這里僅列出了純氫氧化鈷的XRD圖譜。在2θ為44.564°、51.911°和76.489°處出現(xiàn)的衍射峰與PDF卡片號(hào)70-1849相一致，分別對(duì)應(yīng)金屬鎳的（111）、（200）和（220）晶面。圖中除了金屬鎳基底之外的所有衍射峰強(qiáng)度都很低，這說(shuō)明采用電化學(xué)沉積法是可以在鎳片基底上沉積氫氧化鈷的。然而，XRD圖譜中沒(méi)有檢測(cè)到氫氧化鈷，原因可以歸納為：（1）循環(huán)伏安法在鎳片基底上沉積的氫氧化鈷是非晶態(tài)的；（2）金屬鎳較強(qiáng)的衍射信號(hào)抑制了氫氧化鈷的衍射信號(hào)。

圖2 Co（OH）2電極材料的XRD圖譜Fig.2 XRD patternsof CO（OH）2electrodematerial

圖3為Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料的SEM圖，（a）為Co（OH）2電極材料；（b）為電鍍液中Ni（NO3）2∶Co（NO3）2=1∶1所沉積的Co（OH）2/Ni（OH）2電極，可以看出不同摩爾比的Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料是由眾多納米片或納米線堆疊而成的花狀結(jié)構(gòu)，這種花狀結(jié)構(gòu)大幅增加了活性物質(zhì)的比表面積[23]。作為超級(jí)電容器電極的活性物質(zhì)Co（OH）2/Ni（OH）2的比表面積越大，該活性物質(zhì)與電解液相接觸的面積就越大，就越利于活性物質(zhì)的充分利用，Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料的充放電性能也就越好[24]。

圖3 Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料的SEM圖Fig.3 SEM imagesof Co（OH）2/Ni（OH）2electrodematerials

圖4（a）為Co（OH）2電極材料在不同掃描速率下的循環(huán)伏安圖。可以看出，Co（OH）2電極材料在10 mV/s時(shí)的CV曲線有一對(duì)弱的氧化還原峰，這是由于Co（OH）2電極材料表面發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。隨著掃描速率的增加，Co（OH）2電極材料的CV曲線的形狀發(fā)生了嚴(yán)重的變化，這說(shuō)明在高掃描速率下，該電極材料的結(jié)構(gòu)不利于電化學(xué)反應(yīng)中較快速的電荷轉(zhuǎn)移以及傳質(zhì)，從而增加了極化現(xiàn)象。并隨著掃描速率的增加，Co（OH）2電極材料的極化增大，該電極反應(yīng)的不可逆性逐漸加強(qiáng)。

圖4 Co（OH）2和Ni（OH）2電極材料在不同掃描速率下的CV曲線Fig.4 CV curvesof Co（OH）2and Ni（OH）2electrodematerialsatdifferentscan rates

圖4（b）為Ni（OH）2電極材料在不同掃描速率下的循環(huán)伏安圖。從圖中可以看出，隨著掃描速率的增加，Ni（OH）2電極材料在不同掃描速率下的CV曲線形狀沒(méi)有發(fā)生顯著的變化，說(shuō)明該電極材料有利于傳質(zhì)。圖5為不同百分比的復(fù)合材料在10 mV/s掃描速率下的循環(huán)伏安圖?？梢钥闯?，隨著沉積溶液中所含Ni（NO3）2或Co（NO3）2的含量增加，Co（OH）2/ Ni（OH）2復(fù)合材料的CV曲線所圍的面積即電容量呈現(xiàn)先增大后減少的趨勢(shì)，當(dāng)Co（NO3）2∶Ni（NO3）2=1∶1時(shí)，Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料的電容量最大，可達(dá)到488.53 mC。

圖5 Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料在10 mV/s掃描速率下的CV曲線Fig.5 CV curvesof Co（OH）2/Ni（OH）2compositematerialat the scan ratesof 10 mV/s

由圖5還可以看出，當(dāng)沉積溶液中Ni（NO3）2或Co（NO3）2的含量高于50 mol%時(shí)，Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料的CV曲線中已經(jīng)沒(méi)有較明顯的氧化還原峰，體系已經(jīng)變?yōu)榉强赡娴摹?/p>

表1為電鍍液中不同硝酸鎳含量所沉積的Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料在不同掃描速率下的比電容值?？梢钥闯?，隨著電鍍液中Co（NO3）2或Ni（NO3）2含量的增加，Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料的比電容值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)電鍍液中Ni（NO3）2∶Co（NO3）2=1∶1時(shí)，所沉積的Co（OH）2/ Ni（OH）2電極材料在不同掃描速率下的比電容值比其他電極材料的都高，性能最優(yōu)，10 mV/s時(shí)的比電容值高達(dá)841.15 F/g。但是，Ni（OH）2電極材料的比電容值最低。不同摩爾比的Co、Ni沉積液有可能是導(dǎo)致最終沉積的復(fù)合物中Co、Ni含量發(fā)生變化，而Ni（OH）2為P型半導(dǎo)體，充放電效率以及電極性能較差。當(dāng)Co（OH）2的含量較低時(shí)，Ni（OH）2顆粒之間以及Ni（OH）2與鎳片集流體之間的導(dǎo)電性較低，隨著Co（OH）2含量的提高，在循環(huán)過(guò)程中大量的羥基氧化鈷CoO（OH）產(chǎn)生，使得整個(gè)復(fù)合體系作為電極材料的導(dǎo)電性增強(qiáng)，從而提高了鎳電極活性物質(zhì)的利用率和放電比容量。而Co（OH）2的含量繼續(xù)增加后，降低了復(fù)合體系中整體活性物質(zhì)的比重，導(dǎo)致整體性能下降，放電比容量降低[21]。

圖6為不同摩爾比的Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料在3 mA/cm2電流密度下的恒電流充放電曲線?？梢钥闯?，不同摩爾比的Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料的恒電流充放電曲線都存在較大的電壓降I（R），說(shuō)明Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料的內(nèi)阻較大。充放電曲線都表現(xiàn)出一定的對(duì)稱性，說(shuō)明不同摩爾比的Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料都具有較良好的電化學(xué)特性即電極反應(yīng)的可逆性良好。

表1 電鍍液中不同硝酸鎳含量所沉積的Co（OH）2/Ni（OH）2電極在不同掃描速率下的比電容Table1 Specific capacitanceof Co（OH）2/Ni（OH）2electrodesw ith differentnickelnitrateadded into electroplating solution

圖6 Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料在3 mA/cm2電流密度下的恒電流充放電曲線Fig.6 Galvanostatic charging and discharging of Co（OH）2/ Ni（OH）2compositematerialata currentdensity of 3 mA/cm2

從圖6還可以看出，隨著電鍍液中Co（NO3）2或Ni（NO3）2含量的增加，Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料的放電時(shí)間呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。其中，Ni（NO3）2∶Co（NO3）2=1∶1時(shí)，所沉積的Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料的放電時(shí)間最長(zhǎng)，說(shuō)明其電容值最大。這是因?yàn)殡S著Co含量的增加，充放電過(guò)程中產(chǎn)生了大量的羥基氧化鈷CoO（OH），在Ni（OH）2顆粒之間及其與鎳片集流體之間提供了一個(gè)較好的電子通道，增加了電極的導(dǎo)電性和電極反應(yīng)過(guò)程中電子的傳輸能力，從而提高了充電效率和放電深度[21]；而Co進(jìn)一步增加后，鈷離子占據(jù)了大部分鎳離子的位置，使得電極材料的電化學(xué)活性降低，復(fù)合體系活性物質(zhì)的利用率大幅降低，從而放電深度降低[24]。

根據(jù)恒電流充放電曲線的比電容計(jì)算公式Cs= It/mΔV得，Co（OH）2、Ni（OH）2/Co（OH）2（1∶9）、Ni（OH）2/ Co（OH）2（1∶1）、Ni（OH）2/Co（OH）2（7∶3）、Ni（OH）2電極材料的比電容值分別為393.41 F/g、470.19 F/g、834.09 F/g、657.14 F/g、248.30 F/g。這與循環(huán)伏安曲線計(jì)算出的結(jié)果相對(duì)應(yīng)，同樣說(shuō)明了隨著電鍍液中Co（NO3）或Ni（NO3）2含量的增加，Co（OH）2/ Ni（OH）2電極材料的比電容值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。其中，Ni（NO3）2∶Co（NO3）2=1∶1時(shí)，所沉積的Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料最優(yōu)。

圖7為不同Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料的Nyquist曲線圖。圖中可以看出，Co（OH）2、Ni（OH）2/Co（OH）2（7∶3）、Ni（OH）2電極材料在高頻區(qū)域都出現(xiàn)了半圓，并且半圓直徑逐漸增大，說(shuō)明電荷轉(zhuǎn)移電阻逐漸增大，在電化學(xué)反應(yīng)中的電荷轉(zhuǎn)移速率越來(lái)越慢。Co（OH）2、Ni（OH）2/Co（OH）2（7∶3）、Ni（OH）2電極材料在低頻區(qū)的斜直線逐漸變長(zhǎng)，說(shuō)明擴(kuò)散阻抗逐漸增大，電解質(zhì)原子在體系中越不易擴(kuò)散。Co（OH）2、Ni（OH）2/Co（OH）2（7∶3）、Ni（OH）2電極材料的直線斜率逐漸變小，說(shuō)明雙電層電容性能逐漸變差。

圖7 Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料的Nyquist曲線圖Fig.7 Nyquist impedance spectraof Co（OH）2/Ni（OH）2compositematerial

3 結(jié)論

通過(guò)電化學(xué)沉積法制備出以鎳片為基底的不同摩爾比的Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料，作為超級(jí)電容器的正極材料。沉積產(chǎn)物自然晾干后可以直接作為超級(jí)電容器的正極材料，不需任何處理，降低了生產(chǎn)成本并簡(jiǎn)化了工藝流程。Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料由于衍射峰強(qiáng)度較弱在XRD圖譜中沒(méi)有檢測(cè)到，只觀察到金屬鎳的三個(gè)衍射峰，原因可能是Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料是非晶態(tài)的或金屬鎳較強(qiáng)的衍射信號(hào)抑制了Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料的衍射信號(hào)。

從SEM圖中可以看出，電化學(xué)沉積法制備的Co（OH）2/Ni（OH）2復(fù)合材料是花狀結(jié)構(gòu)，這種花狀結(jié)構(gòu)大幅增加了活性物質(zhì)的比表面積?；钚晕镔|(zhì)的比表面積越大，其與電解液相接觸的面積就越大，活性物質(zhì)就越可以得到充分利用。在循環(huán)伏安性能測(cè)試時(shí)隨著沉積溶液中Co（NO3）或Ni（NO3）2含量的增加，Co（OH）2/Ni（OH）2電極材料的放電時(shí)間與比電容值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。其中，當(dāng)沉積溶液中Ni（NO3）2∶Co（NO3）2=1∶1時(shí)，所沉積的Co（OH）2/ Ni（OH）2復(fù)合材料的放電時(shí)間最長(zhǎng)、比電容值最大，可達(dá)到841.15 F/g。

[1]龔雪飛.鎳鈷二元系贗電極材料的制備及其電化學(xué)性能的研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2015.

[2]Okajima K，Ikeda A，Kamoshita K，et al.High rate perfor?mance of highly dispersed C60on activated carbon capacitor[J]. Electrochimicaacta，2005，51（5）：972-977.

[3]XingW，QiaoSZ，DingRG，etal.Superiorelectricdoublelay?er capacitors using ordered mesoporous carbons[J].Carbon，2006，44（2）：216-224.

[4]JinZ，MuW，ZhangC，etal.Activatedcarbonmodifiedbycou?pling agent for supercapacitor[J].Electrochimica Acta，2012，59：100-104.

[5]Wu M S，Huang Y A，Yang C H，et al.Electrodeposition of nanoporousnickeloxidefilmforelectrochemicalcapacitors[J]. International Journal of Hydrogen Energy，2007，32（17）：4153-4159.

[6]Wahdame B，Candusso D，F(xiàn)ranc O X，et al.Design of experi?ment techniques for fuel cell characterisation and developmen [J].IntJHydrogenEnergy，2009，34（2）:967-980.

[7]Yang X，Zou W，Su Y，et al.Activated nitrogen-doped carbon nanofiberswithhierarchical poreasefficientoxygenreduction reaction catalyst for microbial fuel cells[J].Journal of Power Sources，2014，266：36-42.

[8]Chen Z，Yu D，Xiong W，et al.Graphene-based nanowire su?percapacitors[J].Langmuir，2014，30（12）：3567-3571.

[9]Kim I H，Kim K B.Characterization of hydrous ruthenium ox?ide thin-film electrodes for electrochemical capacitor applica?tions[J].JElectrochemSoc，2006，153（2）：A383-389.

[10]Ham D J，Ganesan R，Lee J S.Tungsten carbide microsphere as an electrode for cathodic hydrogen evolution from water[J]. IntJHydrogenEnergy，2008，33（23）:6865-6872.

[11]Choi D，Blomgren G E，Kumta P N.Fast and reversible sur?face redox reaction in nanocrystalline vanadium nitride su?percapacitors[J].Advanced Materials，2006，18（9）：1178-1182.

[12]Castro E B，Real S G，Dick L F P.Electrochemical character?ization of porous nickel-cobalt oxide electrodes[J].Interna?tionaljournalofhydrogenenergy，2004，29（3）：255-261.

[13]葉磊.超級(jí)電容器用鈷摻雜Ni（OH）2/NiO正極材料的研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2013.

[14]劉長(zhǎng)久，王慧景，孫丹，等.銅摻雜非晶納米氫氧化鎳的制備及性能[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，46（B06）：283-284.

[15]常艷琴，陳艷麗，王歡文，等.錳摻雜α-Ni（OH）2的合成及其電化學(xué)性能[J].化工新型材料，2011，39（2）：79-83.

[16]Chou S，Cheng F，Chen J.Electrochemical Deposition of Ni（OH）2and Fe-Doped Ni（OH）2Tubes[J].European journal ofinorganicchemistry，2005（20）：4035-4039.

[17]Huang J，Lei T，Wei X，et al.Effect of Al-doped β-Ni（OH）2nanosheets on electrochemical behaviors for high perfor?mance supercapacitor application[J].Journal of Power Sourc?es，2013，232：370-375.

[18]Shao G，Yao Y，Zhang S，et al.Supercapacitor characteristic of La-doped Ni（OH）2prepared by electrode-position[J]. RareMetals，2009，28（2）：132-136.

[19]劉長(zhǎng)久，谷得龍，孫丹，等.納米非晶態(tài)Ni（OH）2電極材料的稀土摻雜改性研究[J].微細(xì)加工技術(shù)，2008（2）：19-22.

[20]You Z，Shen K，Wu Z，et al.Electrodeposition of Zn-doped α-nickelhydroxidewithflower-likenanostructureforsuper?capacitors[J].Applied Surface Science，2012，258（20）：8117-8123.

[21]文莉.氫氧化鎳電極材料的制備及改性研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2004.

[22]Zhao D，Zhou W，Li H.Effect of deposition potential and an?nealtemperatureonthehexagonalnanoporousnickelhydrox?idefilms[J].ChemMater，2007，19（16）：3882-3891.

[23]楊一明，于維平.摻雜Co（OH）2對(duì)超級(jí)電容器正極材料Ni（OH）2性能的影響[J].材料熱處理學(xué)報(bào)，2011，32（5）：11-16.

[24]于維平，楊曉萍，孟令款，等.電沉積法制備摻雜鈷的氫氧化鎳電極材料及其容量特性[J].材料熱處理學(xué)報(bào)，2005，26（6）：30-33.

PREPARATION AND ELECTROCHEM ICAL PERFORMANCEOFCOBALT HYDROXIDE AND NICKEL HYDROXIDE COMPOSITEMATERIALS

ZHONG Yan，WANG Sheng-gao，CHEN Rui，LIU Xing-xing，CUILi-jia，WANG Yan
（HubeiKey Laboratory of Plasma Chem istry and Advanced M aterials，W uhan Institute of Technology，W uhan 430074，China）

Transition metal oxides（hydroxides） have great concern due to its excellent capacitance characteristics，in which Co（OH）2 and Ni（OH）2 research is a hot spot. Different molar ratios of Co（OH）2/Ni（OH）2 composite materials are prepared by electrochemical deposition，characterization of the morphology and the structure of deposited product is carried out by means of XRD and SEM，electrochemical properties are performed by cyclic voltammetry，galvanostatic charge-discharge and electrochemical impedance spectroscopy. The results show that：different molar ratios of Co（OH）2/Ni（OH）2 composite materials can be prepared by electrochemical deposition method，electrode materials possess nano-flower structure，this structure greatly increases the specific surface area of active materials. With increase of Co（NO3）2 or Ni（NO3）2 content in the electrolyte solution，Co（OH）2/Ni（OH）2 electrode materials discharge time and specific capacitance value show a trend of first increase and then decrease. Among them，when Ni（NO3）2∶Co（NO3）2 = 1∶1，Co（OH）2/Ni（OH）2 composite material deposited possesses the longest discharge time and the biggest specific capacitance，the specific capacitance value is as high as 841.15 F/g.

supercapacitor；electrodeposition；Co（OH）2；Ni（OH）2 ；composite material；electrochemical perforrmance

TB33；TM 53

A

1006-7086（2017）04-0235-06

10.3969/j.issn.1006-7086.2017.04.010

2017-05-16

國(guó)家自然科學(xué)基金（No.51272187、No.51442003）、湖北省自然科學(xué)基金（No.2013CFA012、No.2015CFB229）、湖北省科技廳（No.2015BAA093）

鐘艷（1993-），女，安徽省人，碩士研究生，主要從事超級(jí)電容器材料的制備與應(yīng)用。E-mail：291295561@qq.com。