【摘要】：超級電容器是一種很有前景的電化學(xué)儲能元件,具有功率密度高、循環(huán)穩(wěn)定性好、快速充放電等優(yōu)點。作為超級電容器的重要組成部分,電極材料對其性能影響很大,受到很多的學(xué)者的重視。金屬氧化物的更是成為研究的焦點。但是單純的金屬氧化物作為電極材料,循環(huán)穩(wěn)定性較差。為了提高循環(huán)穩(wěn)定性以及進一步提高比容量,本論文引進酞菁與金屬氧化物鈷酸鎳以及金屬鹽碳酸鈷復(fù)合。因為酞菁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且含18個π電子,可以提高復(fù)合材料的穩(wěn)定性和導(dǎo)電性。具體工作及結(jié)論如下:(1)通過溶劑熱法及煅燒法聯(lián)合制備出MPc/NiCo_2O_4復(fù)合材料。通過分析可知,復(fù)合材料的形貌和電化學(xué)性能受實驗條件的影響,主要影響因素為溶劑比例、晶化時間、晶化溫度及BPh含量。當溶劑比(水和乙二醇的比例)為2:3,晶化溫度200℃,晶化時間5h,BPh含量為16.6%時,復(fù)合材料的形貌為由竹節(jié)狀的納米棒堆疊交錯形成的網(wǎng)狀微球,有利于其電化學(xué)性能的發(fā)揮,為最優(yōu)條件。在最優(yōu)條件下,MPc/NiCo_2O_4的比容量達725F/g,3000循環(huán)后,容量保持率高達95.2%。(2)通過溶劑熱法晶化和低溫煅燒兩步成功制備出了MPc/CoCO_3復(fù)合材料。通過分析可知,實驗條件(溶劑比例、晶化時間和BPh含量)對MPc/CoCO_3復(fù)合材料的形貌及電化學(xué)性能有很大影響。乙二醇和水的比例為3:2,晶化溫度為200℃,BPh加入量為16.6%為最優(yōu)實驗條件。在此條件下制備的MPc/CoCO_3復(fù)合材料的基本形貌為由竹節(jié)狀的納米棒互相交錯形成的粒徑約為6-8um的網(wǎng)狀微球,且具有最優(yōu)的電化學(xué)性能,電流密度為0.5A/g時,其比容量為469F/g,2000循環(huán)以后,容量保持率在80%左右。(3)采用電化學(xué)性能較好的MPc/Ni_2Co_2O_4復(fù)合材料為正極材料,商業(yè)活性炭為負極材料,制作非對稱超級電容器,并測試其電化學(xué)性能。通過分析可得以下結(jié)論:非對稱超級電容器在2M KOH中的電壓窗口最大,最大電壓窗口為0-1.4V,此時,在0.5A/g電流密度下測得的最大比容量為83.2F/g;非對稱超級電容器不適合大電流流充放電,CV圖形變較大,且比容量下降幅度較大,4A/g時測得的比容量為54.28F/g,占最大比容量的65.2%;非對稱超級電容器具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性,5000循環(huán)充放電后比容量的保持率在84.2%。
【圖文】：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，所以其可以在-40oC～+75oC 的環(huán)境溫度中正常使用。放置時間很長，安全性很高，不需要維護。即使超級電容器放再次對其進行充放電，它的電壓還是會恢復(fù)到初始水平，不會。體積小，方便安裝或攜帶。級電容器的儲能原理電容器的儲能機理主要有兩種，一種是雙電層儲能，另一種是。這兩種儲能機理具體如下[12-14]：雙電層儲能機理層儲能機理的基本理論是雙電層理論。雙電層理論最開始由otz）提出。后來經(jīng)過 Gouy、Chapman 和 Stern 等人的一直不斷漸形成了現(xiàn)如今的雙電層理論。雙電層儲能機理如下圖 1-1 所

MOx+C++e- MOxC ，C+代表 H+、K+等陽離子。級電容器的結(jié)構(gòu)-2 是電極材料的結(jié)構(gòu)簡圖，，由圖可知超級電容器的結(jié)構(gòu)主要包括膜。超級電容器性能的好壞主要依靠電極中的電極材料和電解其他部分依然很重要，只有這些部件整體協(xié)同作用才能保證超能。集流體作為電極材料依附的基底，主要起到降低內(nèi)阻的作性良好、機械強度高的金屬或碳材料，主要由泡沫鎳、銅箔、隔膜的主要作用是在允許離子通過的前提下，阻隔兩個電極接現(xiàn)象，常見的隔膜有聚丙烯膜、玻璃纖維等。電極材料有兩種性材料、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑按一定比例組成，其中粘結(jié)劑有水系 PC,有機系 PVDF 等，導(dǎo)電劑一般選用炭黑或乙炔黑；另一種是直，避免使用導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM53;TB33

【參考文獻】

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本文編號：2530827