發(fā)布時間：2021-02-07 09:36

　　超級電容器憑借其自身充電時間短、功率密度大、使用壽命長、使用溫度寬以及對環(huán)境友好等優(yōu)勢,成為繼可充電電池之后最有發(fā)展?jié)摿Φ哪芰績Υ婧娃D換裝置。與可充電電池相比較,超級電容器的能量密度尚存在差距。為此,人們提出了兩種解決途徑:一種是設計性能優(yōu)異的電極材料;另一種是設計非對稱超級電容器。本論文工作以商用泡沫鎳（NF）為基底及鎳源,在氧化劑過硫酸鉀（K2S2O8）輔助下,通過低溫水熱法在泡沫鎳骨架上原位生長二硫化三鎳（Ni₃S₂）,隨后應用電沉積法在二硫化三鎳表面覆蓋導電聚吡咯（PPy）薄層,獲得PPy-Ni₃S₂@NF復合電極材料,期望有效提升復合電極材料的能量密度等性能。具體研究內(nèi)容如下:（1）Ni₃S₂@NF電極材料的制備。以泡沫鎳作為導電基底和金屬鎳源,硫脲為硫源和沉淀劑,在K2S2O8氧化輔助下低溫一步水熱制備得到Ni₃S₂@NF電極。通過調(diào)節(jié)水熱溫度、反應物配比及水熱時間來優(yōu)化Ni₃S... 

【文章來源】：湖南師范大學湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器的產(chǎn)生
        1.2.2 超級電容器的機理
        1.2.3 超級電容器的應用和未來挑戰(zhàn)
    1.3 全固態(tài)非對稱超級電容器
        1.3.1 全固態(tài)非對稱超級電容器的組成
        1.3.2 正負兩電極
        1.3.3 固態(tài)凝膠電解質
    1.4 電極材料簡介
        1.4.1 碳基材料
        1.4.2 過渡金屬氧化物與硫化物
        1.4.3 導電聚合物（CP）
    1.5 課題研究意義、創(chuàng)新點和主要研究內(nèi)容
        1.5.1 本研究課題的意義和創(chuàng)新點
        1.5.2 本研究課題的主要內(nèi)容
第二章 實驗及分析方法
    2.1 引言
    2.2 化學試劑與實驗儀器
        2.2.1 化學試劑
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 材料物相表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微（SEM）
        2.3.2 透射電子顯微（TEM）
        2.3.3 X射線衍射（XRD）
        2.3.4 X射線光電子能譜（XPS）
        2.3.5 拉曼光譜（Raman）
    2.4 材料的電化學表征方法
        2.4.1 循環(huán)伏安（CV）
        2.4.2 恒電流充放電（GCD）
        2.4.3 交流阻抗（EIS）
        2.4.4 循環(huán)充放電
3S₂@NF電極材料的制備及其性能研究">第三章 Ni₃S₂@NF電極材料的制備及其性能研究
    3.1 引言
3S₂@NF電極材料的制備">    3.2 Ni₃S₂@NF電極材料的制備
        3.2.1 泡沫鎳的預處理
3S₂@NF電極材料的制備方法">        3.2.2 Ni₃S₂@NF電極材料的制備方法
3S₂@NF電極材料的生長機理">        3.2.3 Ni₃S₂@NF電極材料的生長機理
3S₂@NF電極材料的物相表征">    3.3 N₃S₂@NF電極材料的物相表征
        3.3.1 SEM結果和EDS結果
        3.3.2 TEM結果
        3.3.3 XRD分析
        3.3.4 XPS分析
3S₂@NF電極材料的電化學性能結果與分析">    3.4 Ni₃S₂@NF電極材料的電化學性能結果與分析
        3.4.1 水熱溫度對電化學性能的影響
        3.4.2 水熱時間對電化學性能的影響
2）₂和K₂S₂O₈ 的物質的量比對電化學性能的影響">        3.4.3 CS（NH₂）₂和K₂S₂O₈ 的物質的量比對電化學性能的影響
        3.4.4 優(yōu)化后材料的電化學性能結果
    3.5 本章小結
3S₂@NF復合材料的制備及其性能研究">第四章 PPy-Ni₃S₂@NF復合材料的制備及其性能研究
    4.1 引言
3S₂@NF電極材料的制備">    4.2 PPy-Ni₃S₂@NF電極材料的制備
3S₂@NF電極材料的制備方法">        4.2.1 PPy-Ni₃S₂@NF電極材料的制備方法
3S₂@NF電極材料的生長機理">        4.2.2 PPy-Ni₃S₂@NF電極材料的生長機理
3S₂@NF電極材料的物相表征">    4.3 PPy-Ni₃S₂@NF電極材料的物相表征
        4.3.1 SEM結果
        4.3.2 TEM結果
        4.3.3 XRD分析
        4.3.4 XPS分析
        4.3.5 Raman光譜分析
3S₂@NF電極材料的電化學性能結果與分析">    4.4 PPy-Ni₃S₂@NF電極材料的電化學性能結果與分析
        4.4.1 不同摻雜酸對電化學性能的影響
        4.4.2 電聚合時間對電化學性能的影響
        4.4.3 吡咯與對甲苯磺酸物質的量比對電化學性能的影響
        4.4.4 優(yōu)化后材料的電化學性能結果
    4.5 本章小結
第五章 全固態(tài)非對稱超級電容器的制備及器件研究
    5.1 引言
    5.2 全固態(tài)非對稱超級電容器的組裝
        5.2.1 電極材料的制備方法
        5.2.2 凝膠電解質的制備
        5.2.3 全固態(tài)非對稱超級電容器的組裝
    5.3 全固態(tài)非對稱超級電容器的電化學性能分析
3S₂@NF//AC@NF非對稱器件性能">        5.3.1 Ni₃S₂@NF//AC@NF非對稱器件性能
3S₂@NF//AC@NF非對稱器件性能">        5.3.2 PPy-Ni₃S₂@NF//AC@NF非對稱器件性能
        5.3.3 兩組器件的電化學性能比較
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 問題與展望
參考文獻
主要符號對照表
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文與專利
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]超級電容器過渡金屬氧化物電極材料研究進展[J]. 李葉華,陳上,于小林,吳賢文.  吉首大學學報(自然科學版). 2017(02)



本文編號：3022030