發(fā)布時間：2021-01-02 18:49

　　全球關(guān)于清潔能源的需求和環(huán)境保護(hù)的意識不斷增長,因而對于高效儲能設(shè)備的需求也越來越大。超級電容器作為一種新型的能量存儲設(shè)備,因其具有快速的充放電速率、較高的功率密度、出色的倍率性能以及長的循環(huán)壽命等特性,引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。而電極材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能對于制備具有優(yōu)異的電化學(xué)性能的超級電容器來說至關(guān)重要。因此,設(shè)計和合成具有理想結(jié)構(gòu)和出色電化學(xué)性能的電極材料一直是開發(fā)高性能超級電容器的重要任務(wù)。過渡金屬（鎳,鈷,銅,鋅等）基復(fù)合材料,比如氧化物、氫氧化物、碳酸鹽氫氧化物（CHs）等材料由于其特殊的電化學(xué)活性、儲量豐富及穩(wěn)定性好等特點,在電容器領(lǐng)域具有非常重要的研究意義與應(yīng)用價值。本論文中,我們采用原位氧化法在三維導(dǎo)電多孔泡沫銅基底上直接生長了氫氧化銅（Cu（OH）₂）納米棒陣列,然后將其作為模板和前驅(qū)體,分別結(jié)合循環(huán)伏安氧化法（CVO）制備了CVO Cu@CuO電極材料,結(jié)合水熱法制備了Cu（OH）₂@ZnNi-CoCH和Cu₂₊₁O@NiCoAl-LDH復(fù)合材料,研究了它們的電化學(xué)性能,并將它們作為電極材料... 

【文章來源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電容器的結(jié)構(gòu)類型：（a）干式電容器，（b）電解電容器，（c）超級電容器

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文21.2.1電容器的分類圖1.1電容器的結(jié)構(gòu)類型：（a）干式電容器，（b）電解電容器，（c）超級電容器。（摘自參考文獻(xiàn)[20]，版權(quán)2020TheMinerals,Metals&MaterialsSociety）Figure1.1Structureofcapacitors:(a)drycapacitor,(b)electrolyticcapacitor,(c)supercapacitor.傳統(tǒng)的電容器以電荷的形式儲存能量。電容器可分為三種類型，如圖1.1所示。第一種也是最簡單的電容器是帶有干式分離器的靜電電容器，它有非常低的電容，用于頻率調(diào)諧和濾波。靜電電容器的電容從微微法拉到微法拉不等。第二種是電解電容器，它的電容比靜電電容器大，在電容器的兩個電極之間使用一個濕分離器，用來過濾和緩沖信號。最后一種是超級電容器，其電容以法拉計，是電解電容器的數(shù)千倍[20]。超級電容器是存儲電能的重要設(shè)備，具有高比電容、高功率密度等優(yōu)良的性能。1.2.2超級電容器與其他儲能設(shè)備的比較圖1.2不同儲能設(shè)備的Ragone圖。（摘自Figure1.Ragoneplotfordifferentenergydevices.參考文獻(xiàn)[11]，版權(quán)2017WILEY-VCH）Figure1.2Ragoneplotfordifferentenergydevices.

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文4使用超級電容器可以消除傳統(tǒng)電池的大多數(shù)問題，因此，超級電容器在各種儲能設(shè)備中占據(jù)著不可或缺的位置。1.3超級電容器的分類、儲能機(jī)理及電極材料圖1.3超級電容器的分類。（摘自參考文獻(xiàn)[22]，版權(quán)2016Elsevier）Figure1.3Classificationofdifferentsupercapacitors.超級電容器的能量存儲有兩種形式：靜電吸引和法拉第反應(yīng)。根據(jù)儲能機(jī)理的不同，將超級電容器分為三大類：雙電層電容器（EDLC）、贋電容器和混合超級電容器（HSC）[22]，如圖1.3所示。具體來說，在法拉第過程中，電荷在電極和電解質(zhì)之間轉(zhuǎn)移，而在非法拉第過程中，通過物理過程電荷分布在高表面積導(dǎo)電材料的表面。此外，超級電容器不受電池的電化學(xué)電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)的限制，因此可以在非常高的充電和放電速率下運行，并且可以具有超過一百萬次循環(huán)的壽命[23]。但是，仍然存在一個主要挑戰(zhàn)，那就是如何在保持高功率密度和長壽命的同時進(jìn)一步提高能量密度。對于超級電容器，提高能量密度的一個最有效的策略是發(fā)展由一個電池類型（贋電容性）的電極和一個電容類型（雙電層性）的電極組裝成的混合超級電容器（HSC），這樣可以同時擴(kuò)大工作電壓窗口和提高比電容，從而能夠在不損失功率密度的情況下進(jìn)而提高能量密度[24-25]。1.3.1雙電層電容器（EDLC）雙電層電容器主要包括兩種碳基材料電極，一種電解質(zhì)和一種隔膜。EDLC可以通過兩種過程來存儲電荷，即靜電作用或非法拉第過程，其中并不包含電極和電解質(zhì)之間的電荷傳輸。原則上，EDLC在電極表面上形成雙電層，主要包括空間電荷層、電解質(zhì)擴(kuò)散層和致密的亥姆霍茲層，其總厚度約為1nm。EDLC的電荷存儲機(jī)制是基于充電和

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Facile synthesis of high electrical conductive CoP via solid-state synthetic routes for supercapacitors[J]. Yumei Hu,Maocheng Liu,Qingqing Yang,Lingbin Kong,Long Kang.  Journal of Energy Chemistry. 2017(01)



本文編號：2953443