發(fā)布時間：2018-07-09 22:57

  本文選題：超級電容器 + 贗電容�。� 參考：《蘭州理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：開發(fā)新能源可以有效的緩解能源短缺和環(huán)境污染問題,研究儲能器件對新能源的利用起到了至關(guān)重要的作用。超級電容器(Supercapacitor)作為一種新型儲能器件,兼具高能量密度和高功率密度的優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于混合動力汽車、便攜式電子設(shè)備、軍事等領(lǐng)域。超級電容器的電化學性能主要由其電極材料決定,鎳鈷基金屬氧化物作為一種理論容量高、廉價、環(huán)保的電極材料,受到了研究者的廣泛關(guān)注。本文以制備性能優(yōu)異的超級電容器電極材料為出發(fā)點,采用同軸靜電紡絲工藝制備出一系列鎳鈷基金屬氧化物芯殼結(jié)構(gòu)復(fù)合納米纖維電極材料。通過XRD、SEM、TEM等手段對制備出的材料進行了微觀形貌和結(jié)構(gòu)的表征;使用電化學工作站對制備出的電極進行了循環(huán)伏安、恒流充放電和交流阻抗等電化學性能測試。主要研究內(nèi)容如下:1.以PVP/Ni(NO_3)_2、PVP/Co(NO_3)_2為前軀體,通過靜電紡絲法結(jié)合熱處理工藝制備出單體NiO纖維、單體Co_3O_4纖維和具有芯殼結(jié)構(gòu)的NiO@Co_3O_4復(fù)合納米纖維,對制備出的三種電極材料分別進行了微觀形貌、結(jié)構(gòu)的表征和電化學性能測試。芯殼復(fù)合帶來的協(xié)同效應(yīng)使得材料的電化學性能得到了大幅提升,NiO@Co_3O_4芯殼復(fù)合納米纖維電極在1Ag~(-1)電流密度下比電容達到了437Fg~(-1),遠大于單體NiO纖維的221Fg~(-1)和單體Co_3O_4纖維的283 Fg~(-1);即使電流密度達到40Ag~(-1)時,容量仍能保持60%左右,具有良好的倍率性能;交流阻抗的測試結(jié)果表明,NiO@Co_3O_4芯殼復(fù)合納米纖維在高、中、低頻區(qū)域?qū)?yīng)的三種阻抗Rs,Rct和Zw均小于兩種單體材料;在5Ag~(-1)的電流密度下循環(huán)1000次后,NiO@Co_3O_4芯殼復(fù)合納米纖維電極的容量剩余為82.9%,優(yōu)于NiO單體的77.4%和Co_3O_4單體的78.8%,循環(huán)穩(wěn)定性也有所提升。2.以PVP/Ni(NO_3)_2/Co(NO_3)_2、PVP/Mn(CH3COO)2/Co(NO_3)_2為前軀體,通過同軸靜電紡絲法結(jié)合不同焙燒溫度制備出具有芯殼結(jié)構(gòu)的NiCo_2O_4@MnCo_2O_4復(fù)合納米纖維電極材料。對熱處理溫度分別在500℃、600℃和700℃的電極材料進行了微觀形貌、結(jié)構(gòu)的表征和電化學性能測試,分析討論了不同焙燒溫度對電極材料形貌性能的影響。結(jié)果顯示:熱處理溫度在500℃、600℃、700℃時均得到了結(jié)晶良好的尖晶石結(jié)構(gòu)NiCo_2O_4、MnCo_2O_4復(fù)合材料,500℃時得到的芯殼纖維結(jié)構(gòu)最為連續(xù)完整;隨著焙燒溫度的升高,分子熱運動加劇,晶粒不斷長大,600℃時纖維斷裂成十幾微米的短棒;700℃時碎裂成段并粘連在一起,完全失去一維結(jié)構(gòu),芯層和殼層也互融在一起。電化學性能測試表明500℃焙燒時具有最完整一維纖維和三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的電極材料整體電化學性能最優(yōu),在1Ag~(-1)電流密度下比電容達到了463Fg~(-1),高于600℃時的362Fg~(-1)和700℃時的283Fg~(-1);交流阻抗測試表明完整的一維纖維結(jié)構(gòu)為電子、離子的轉(zhuǎn)移提供了天然的通道,致使500℃焙燒的樣品阻抗最小,形貌最差的700℃焙燒樣品阻抗最大。500℃熱處理得到的NiCo_2O_4@MnCo_2O_4芯殼復(fù)合納米纖維在5Ag~(-1)的電流密度下循環(huán)1000次,容量剩余為82.4%,循環(huán)穩(wěn)定性良好。
[Abstract]:The electrochemical properties of NiO @ Co _ 3O _ 4 core - shell composite nanofibers with high energy density and high power density were investigated . The results showed that the electrochemical properties of NiO @ Co _ 3O _ 4 core - shell composite nanofibers were 82.9 % , 78.8 % and 78.8 % respectively .
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1;TM53;TB33

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 Rui Yu;Cheng-Fa Jiang;Wei Chu;Mao-Fei Ran;Wen-Jing Sun;;Decoration of CNTs' surface by Fe_3O_4 nanoparticles:Influence of ultrasonication time on the magnetic and structural properties[J];Chinese Chemical Letters;2017年02期

，

本文編號：2111003