近年來,隨著化石能源危機(jī)和環(huán)境污染問題日益加劇,開發(fā)可再生清潔能源以及配套的新型儲(chǔ)能裝置意義非凡。其中,超級(jí)電容器憑借充放電速率快,功率密度高,使用壽命長、維護(hù)成本低且安全可靠等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注,并已廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域�？紤]到電極材料是影響超級(jí)電容器整體性能的根本因素,探索同時(shí)具備比容量和倍率性能高、能量密度和功率密度出色、成本低廉且使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)的高性能電極材料勢在必行。本論文通過軟化學(xué)方法合理地設(shè)計(jì)并制備了一系列基于雙金屬化合物的功能納米復(fù)合材料,并系統(tǒng)性地研究了其作為超級(jí)電容器電極材料時(shí)的電化學(xué)性能。深入探討了所制備納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、形貌、組成與其電化學(xué)性能之間的構(gòu)效關(guān)系。具體內(nèi)容如下:（1）鐵酸錳/炭黑/聚苯胺三元復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究通過簡便的兩步法成功制備出鐵酸錳/炭黑/聚苯胺三元納米復(fù)合材料（MCBP）:通過溶劑熱反應(yīng)將小尺寸MnFe2O4納米粒子均勻負(fù)載于酸化改性的炭黑表面,隨后通過原位聚合的方式均勻包裹聚苯胺薄膜。材料表征結(jié)果表明,MCBP三元復(fù)合材料具有獨(dú)特的強(qiáng)耦合納米結(jié)構(gòu)。與相應(yīng)單組分材料以及二元復(fù)合物相比,MCBP三元復(fù)合材料展現(xiàn)出顯著增強(qiáng)的電化學(xué)性... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１不同種類儲(chǔ)能器件的能量密度與功率密度的對(duì)比［２３］

達(dá)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、無線電臺(tái)等各類軍用電子通信設(shè)備中也扮演著不可或缺的角色。??１．２．３超級(jí)電容器的構(gòu)造與分類??作為一種新型電化學(xué)儲(chǔ)能裝置，超級(jí)電容器的組成結(jié)構(gòu)較為簡單。如圖１．２中的簡??化模型所示，超級(jí)電容器的內(nèi)部構(gòu)造主要包括正負(fù)兩個(gè)電極、電解液以及隔膜等組成部??分［３６］，下面就超級(jí)電容器的不同組成元件加以簡要介紹。??Ｃｈａｒｇｅｒ???Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?Ｓｅｐａｒａｔｏｒ??：ｌ?ｏｌ？?Ｉ：??�。�?＋３?ｊ?？?！??；ｉＧ?ｉ??：ｌ？?ｉ？?ｉ；???１???Ｅｉｅｃｔｒｏｄｅ??、Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??圖１．２超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)組成示意圖［３６】。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ?ｃｅｌｌ［３６］。??（ｉ）電極??作為超級(jí)電容器中最主要的組成元件，電極是電容產(chǎn)生、儲(chǔ)存以及轉(zhuǎn)換釋放的場所，??高性能電極體系的設(shè)計(jì)與構(gòu)筑也是目前超級(jí)電容器領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。電極通常由活性電??極材料和集流體兩部分構(gòu)成，其中，作為影響超級(jí)電容器綜合性能和應(yīng)用前景的最根本??因素，電極材料的性質(zhì)直接決定了超級(jí)電容器性能的優(yōu)劣。理想的電極材料通常要求具??備比表面積大且表面活性位點(diǎn)多、孔隙率高且孔結(jié)構(gòu)可控、導(dǎo)電性好且電化學(xué)活性高、??熱穩(wěn)定性高且在電解液穩(wěn)定、負(fù)載量高且潤濕性良好、價(jià)格低廉且易于制備等諸多特征，??關(guān)于電極材料將在后文單獨(dú)成章進(jìn)行詳細(xì)介紹。??集流體作為電極材料的載體并通過引線與外界相連，主要發(fā)揮集結(jié)電子并降低內(nèi)阻??的作用

達(dá)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、無線電臺(tái)等各類軍用電子通信設(shè)備中也扮演著不可或缺的角色。??１．２．３超級(jí)電容器的構(gòu)造與分類??作為一種新型電化學(xué)儲(chǔ)能裝置，超級(jí)電容器的組成結(jié)構(gòu)較為簡單。如圖１．２中的簡??化模型所示，超級(jí)電容器的內(nèi)部構(gòu)造主要包括正負(fù)兩個(gè)電極、電解液以及隔膜等組成部??分［３６］，下面就超級(jí)電容器的不同組成元件加以簡要介紹。??Ｃｈａｒｇｅｒ???Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?Ｓｅｐａｒａｔｏｒ??：ｌ?ｏｌ？?Ｉ：??！：?＋３?ｊ?？?！??；ｉＧ?ｉ??：ｌ？?ｉ？?ｉ；???１???Ｅｉｅｃｔｒｏｄｅ??、Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??圖１．２超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)組成示意圖［３６】。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ?ｃｅｌｌ［３６］。??（ｉ）電極??作為超級(jí)電容器中最主要的組成元件，電極是電容產(chǎn)生、儲(chǔ)存以及轉(zhuǎn)換釋放的場所，??高性能電極體系的設(shè)計(jì)與構(gòu)筑也是目前超級(jí)電容器領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。電極通常由活性電??極材料和集流體兩部分構(gòu)成，其中，作為影響超級(jí)電容器綜合性能和應(yīng)用前景的最根本??因素，電極材料的性質(zhì)直接決定了超級(jí)電容器性能的優(yōu)劣。理想的電極材料通常要求具??備比表面積大且表面活性位點(diǎn)多、孔隙率高且孔結(jié)構(gòu)可控、導(dǎo)電性好且電化學(xué)活性高、??熱穩(wěn)定性高且在電解液穩(wěn)定、負(fù)載量高且潤濕性良好、價(jià)格低廉且易于制備等諸多特征，??關(guān)于電極材料將在后文單獨(dú)成章進(jìn)行詳細(xì)介紹。??集流體作為電極材料的載體并通過引線與外界相連，主要發(fā)揮集結(jié)電子并降低內(nèi)阻??的作用


本文編號(hào)：2941994