本文選題：超級(jí)電容器 + 鈷酸鎳　； 參考：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：超級(jí)電容器作為新式儲(chǔ)能設(shè)備研究熱點(diǎn),電極材料的性質(zhì)對(duì)超級(jí)電容器性能起決定性作用,因此電極材料的研究是科研方面的重中之重。過(guò)渡金屬氧化物具有資源豐富,環(huán)境友好且電化學(xué)性能突出等優(yōu)點(diǎn)而成為人們的重點(diǎn)研究對(duì)象。本文以鎳、鈷金屬氧化物為研究對(duì)象,探索了合成條件,不同鎳鈷比例和碳材料進(jìn)行復(fù)合以及以金屬有機(jī)骨架ZIF-67為模板合成各向非異性的特殊結(jié)構(gòu)對(duì)材料結(jié)構(gòu),電化學(xué)性能,倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性的影響,內(nèi)容如下:1.以水熱法結(jié)合煅燒來(lái)制備N(xiāo)i Co_2O_4,探索合成條件對(duì)材料結(jié)構(gòu)和形貌的影響并研究其電化學(xué)性能,倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。結(jié)果表明,以去離子水和乙二醇為溶劑體系,利用六亞甲基四胺(HMT)在高溫下能夠緩慢的釋放OH-的特性制備分層介孔NiCo_2O_4納米線在1 A·g~(-1)的電流密度下表現(xiàn)出2876 F·g~(-1)的高比電容,隨著電流密度增加到10.0A·g~(-1),比電容仍然可以保持1290 F·g~(-1),這意味著電極材料良好的大電流放電能力。此外,比電容保持率在500次循環(huán)后達(dá)到84.7%。這表明了此電極材料優(yōu)異的循環(huán)性能。分層介孔的NiCo_2O_4的出色電化學(xué)性能表明其有作為超級(jí)電容器的電極材料的潛力。2.采用溶劑熱法結(jié)合水熱法,以PVP作為表面活性劑,六亞甲基四胺(HMT)不但能夠提供氮源,和能夠當(dāng)作沉淀劑和還原劑制備N(xiāo)iCo_2O_4/N-rGO納米復(fù)合材料,經(jīng)過(guò)熱退火后結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變,復(fù)合材料的比表面積可以達(dá)到99.38 m2 g~(-1),在1 A·g~(-1)的電流密度下具有2090 F·g~(-1)的高比電容,而當(dāng)電流密度達(dá)到10 A·g~(-1)時(shí)仍保持1257.5 F·g~(-1)的高比電容,顯示出了材料的高倍率性能,同時(shí)在2000次恒電流充放電循環(huán)后,電容保持率為60.16%。這項(xiàng)研究表明NiCo_2O_4/N-rGO納米復(fù)合材料作為超級(jí)電容器的電極材料具有高活性,大比電容和良好的倍率性能。3.以金屬有機(jī)骨架為犧牲模板,利用離子的共沉淀作用制備中空NiCo_2O_4@ZnCo_2O_4@Co_3O_4納米籠復(fù)合材料,利用骨架中有機(jī)配體經(jīng)過(guò)高溫煅燒可有效阻止金屬的團(tuán)聚,能夠得到大小均勻的金屬氧化物納米籠復(fù)合材料,這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料具有復(fù)雜的殼體,表面呈現(xiàn)多孔隙的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),能夠提供更多的活性位點(diǎn),促進(jìn)電極材料的氧化還原反應(yīng)。在1 A·g~(-1)和10 A·g~(-1)的電流密度下分別展現(xiàn)1892.5 F·g~(-1)和1135 F·g~(-1)的高比電容,顯示出了材料的高倍率性能,同時(shí)經(jīng)過(guò)2000次充放電循環(huán)后顯示出66%的電容保持率,具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。此次研究能夠?qū)ζ渌鼜?fù)合材料的合成提供思路,為構(gòu)造更加理想的電極材料提供了更多可能性。
[Abstract]:Supercapacitor as a new energy storage equipment research hotspot, the properties of electrode materials play a decisive role in the performance of supercapacitors, so the research of electrode materials is the most important in scientific research.Transition metal oxide (TME) has become an important research object due to its advantages of rich resources, environmental friendliness and outstanding electrochemical performance.In this paper, nickel and cobalt metal oxides were used as the research objects. The synthesis conditions were explored, the different ratios of nickel and cobalt and the carbon materials were recombined, and the special structure and electrochemical properties of the materials were synthesized by using the metal-organic skeleton ZIF-67 as the template.The effect of rate performance and cyclic stability is as follows: 1.NiCo2O4 was prepared by hydrothermal method combined with calcination. The effects of synthesis conditions on the structure and morphology of the material were investigated. The electrochemical performance, rate performance and cyclic stability were studied.With the increase of current density to 10.0A / g ~ (-1), the specific capacitance can still be kept at 1290 F / g ~ (-1), which means that the electrode material has a good high current discharge capacity.In addition, the specific capacitance retention rate reached 84.7 after 500 cycles.This indicates the excellent cycling performance of the electrode material.The excellent electrochemical performance of layered mesoporous NiCo_2O_4 indicates its potential as electrode material for supercapacitors.At the same time, after 2000 constant current charge-discharge cycles, the capacitance retention rate is 60.16.This study shows that NiCo_2O_4/N-rGO nanocomposites as electrode materials for supercapacitors have high activity, large specific capacitance and good rate performance.Hollow NiCo_2O_4@ZnCo_2O_4@Co_3O_4 nanocage composites were prepared by ion coprecipitation using organometallic skeleton as sacrificial template. The high temperature calcination of organic ligands in the framework could effectively prevent metal agglomeration.This unique structure has complex shells, porous network structures, and can provide more active sites.Promote the redox reaction of electrode material.At the current density of 1 A g ~ (-1) and 10 A ~ (G ~ (-1)), the high specific capacitance of 1892.5 F / g ~ (-1) and 1135 F / g ~ (-1)) shows the high rate performance of the material. At the same time, after 2000 charge-discharge cycles, the capacitive retention rate is 66% and the cycle stability is good.This study can provide ideas for the synthesis of other composite materials and provide more possibilities for the construction of more ideal electrode materials.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ138.13;TB33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1732052