【摘要】：超級(jí)電容器作為新一代儲(chǔ)能器件,得益于其高功率密度、良好的循環(huán)壽命及快速充放電能力而引起人們廣泛關(guān)注。然而較低的能量密度是限制其廣泛應(yīng)用的瓶頸,因此,通過(guò)材料的革新提升超級(jí)電容器的性能具有重要意義。本論文我們研究了在泡沫鎳上原位生長(zhǎng)鎳鈷錳基納米復(fù)合材料的制備及其在超級(jí)電容器方面的應(yīng)用。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.本文以TAA(硫代乙酰胺)為硫源,通過(guò)水熱法成功制備了具有露水花狀結(jié)構(gòu)的硫改性的Ni Mo O_4納米材料。大量露珠狀小粒子的出現(xiàn)顯著的增加了納米片表面的活性位點(diǎn),同時(shí)Ni Mo O_4晶體中硫的引入在很大程度上提高了材料的導(dǎo)電性。經(jīng)過(guò)硫改性的Ni Mo O_4-S納米材料具有很高的比電容量,在0.5 m A·cm~(-2)的電流密度下可達(dá)到1541 m F·cm~(-2)(2657.1 F g-1),是單純Ni Mo O_4納米片(376.6m F·cm~(-2)或753.2 F g-1)的四倍。同時(shí),硫改性的Ni Mo O_4(Ni Mo O_4-S)電極材料,得益于硫?qū)i Mo O_4的表面改性以及大量小粒子均勻分布在花形結(jié)構(gòu)的納米片表面有效的改善了材料的導(dǎo)電性,同時(shí)引入了大量活性位點(diǎn),使得其在大電流密度下具有較高的倍率(10 m A·cm~(-2)時(shí)保留73.8%)性能以及循環(huán)穩(wěn)定性(循環(huán)10000圈后保留97.3%)。2.采用一步水熱法在泡沫鎳基底上合成了具有海膽狀結(jié)構(gòu)的鎳鈷氫氧化物納米復(fù)合材料。理論上,二維的納米線結(jié)構(gòu)具有較高的表面能,為降低表面能易發(fā)生團(tuán)聚。而通過(guò)自組裝形成的海膽狀結(jié)構(gòu)在保留較大比表面積的同時(shí)具有更好的有序性,內(nèi)部孔隙分布均勻,有利于電解液離子的傳輸擴(kuò)散。探討了泡沫鎳基底對(duì)樣品規(guī)則形貌形成的機(jī)理。非原位合成的納米線樣品在電流密度為1 A·g-1時(shí),其比電容量?jī)H為884 F·g-1,而原位合成的海膽狀樣品在1 A·g-1的電流密度下,其質(zhì)量比電容可以達(dá)到2117 F·g-1。最后從晶體結(jié)構(gòu)與形貌方面探討了其大電流密度下倍率性及循環(huán)穩(wěn)定性較低的原因。3.我們利用簡(jiǎn)單一步溶劑熱法成功在泡沫鎳上原位合成了Mn Mo O_4超薄納米片。納米片的厚度大約為5-8 nm,均勻分布的超薄納米片帶來(lái)超大的比表面積及大量的孔隙,使得其在電容性能上表現(xiàn)優(yōu)異。經(jīng)過(guò)電化學(xué)測(cè)試,在1 A·g-1的電流密度下,其比電容量可以達(dá)到1024 F·g-1。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究了前驅(qū)物濃度及反應(yīng)溫度對(duì)樣品形貌及電容性能的影響。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TB33;TM53

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