【摘要】：超級電容器,也稱為電化學(xué)電容器,是一種具有無限壽命周期和高功率密度的能量存儲裝置,通常以雙電層或超級電容的形式存儲能量。超級電容器是一種新型的電力設(shè)備,其能量密度和功率密度介于電池和傳統(tǒng)的電容器之間,目前已應(yīng)用于電腦電源恢復(fù)系統(tǒng)、電動汽車及動力電子設(shè)備等領(lǐng)域。電極材料是影響電容器性能優(yōu)劣的核心因素,因此在超級電容器的研究工作中,制備性能優(yōu)異的電極材料一直是科研工作者的工作重心。本文采用水熱法制備硫化鈷和二硫化鉬兩種金屬硫化物,并將其應(yīng)用于超級電容器電極材料。此外,為了克服過渡金屬硫化物的缺點,將其與碳納米材料復(fù)合,充分發(fā)揮復(fù)合材料各組分的協(xié)同作用,研究復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能。本論文主要研究內(nèi)容及研究結(jié)論如下:采用葡萄糖作為還原劑,通過水熱反應(yīng)和冷凍干燥過程制備CoS@CNTs/rGO三元復(fù)合材料,并對復(fù)合材料進行結(jié)構(gòu)表征和性能測試。FESEM圖顯示,在CoS@CNTs/rGO三元復(fù)合材料中,片狀CoS均勻的分散于三維CNTs和rGO導(dǎo)電框架結(jié)構(gòu)中,形成三維立體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)促進了電解質(zhì)離子的傳輸,有利于電化學(xué)性能的提高。電化學(xué)性能測試表明:CoS@CNTs/rGO三元復(fù)合材料在1.0 A/g的電流密度下,其比電容為295F/g,在相同電流密度下經(jīng)過2000次的恒電流充放電后,比電容保持率為77.41%。在5.0 A/g的電流密度下的比電容為235 F/g,表明該三元復(fù)合材料具有較好的電容性能。通過一種簡單的水熱法和還原過程原位合成MoS_2@CNTs/rGO三元復(fù)合材料。表征測試結(jié)果顯示,MoS_2@CNTs/rGO三元復(fù)合材料中三種組分均勻分布,石墨烯-碳納米管作為碳框架有效承載MoS_2@CNTs/rGO三元復(fù)合材料,使得超級電容器性能得到有效提升。電化學(xué)性能測試表明:當掃描速度達到100 mV/s時,MoS_2@CNTs/rGO的比電容達到218 F g~(-1)。在10 mV/s掃描速率下循環(huán)3000次后比電容仍能達到364 F g~(-1),具有較高的比電容保持率(83.1%)。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1
【圖文】：

超級電容器的結(jié)構(gòu)示意圖

可逆的法拉第氧化還原反應(yīng)，如圖 1-3[18]所示電容器更多數(shù)量的比電容，原因在于雙電層電面發(fā)生，而贗電容電容器的電化學(xué)儲能過程不生。然而動力學(xué)的限制使得贗電容器的能量儲存容器的電極材料主要是導(dǎo)電聚合物和金屬氧化

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 張傳香;張曉雪;陶海軍;;花瓣狀微球MoS_2/石墨烯復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能[J];物理化學(xué)學(xué)報;2014年10期

2 胡毅;陳軒恕;杜硯;尹婷;;超級電容器的應(yīng)用與發(fā)展[J];電力設(shè)備;2008年01期

3 朱磊,吳伯榮,陳暉,劉明義,簡旭宇,李志強;超級電容器研究及其應(yīng)用[J];稀有金屬;2003年03期

4 牧偉芳;蔡克迪;金振興;張慶國;;超級電容器的應(yīng)用與展望[J];炭素;2010年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 原長洲;碳納米管基復(fù)合材料的制備、表征及其超電容特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

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1 王明星;三維石墨烯/Ni_3S_2超級電容器復(fù)合材料電容性研究[D];太原理工大學(xué);2016年

本文編號：2729161