過渡金屬氧化物作為超級電容器的電極材料,最大的優(yōu)勢是理論比電容值高和擁有多種氧化價態(tài)。而單金屬氧化物的電導(dǎo)率低和循環(huán)穩(wěn)定性差,限制了其在超級電容器中的應(yīng)用。本文以雙金屬氧化物及其復(fù)合材料為研究對象,采用水熱法加煅燒處理對其進行合成。通過X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡和EDS能譜儀分析合成材料的晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌和元素組成,而對于合成材料電化學(xué)性能的測試則通過CS350電化學(xué)工作站進行。主要研究內(nèi)容如下:（1）研究了ZnCo2O4材料的合成及其電化學(xué)性能。采用水熱法加煅燒處理,以尿素為沉淀劑,以氟化銨為形貌調(diào)控劑,合成了ZnCo2O4電極材料。并探究了反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、尿素添加量、煅燒溫度這四個因素對ZnCo2O4材料結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,這四個因素對ZnCo2O4材料的結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能都有一定的影響,其中,影響材料結(jié)晶過程的主要因素是煅燒溫度。相比較而言,在反應(yīng)時間7h,反應(yīng)溫度120℃,尿素添加量5.5 mmol,煅燒溫度400℃下合成的ZnCo2O4褶皺微球結(jié)構(gòu)具有的電化學(xué)性能更加優(yōu)異。微球表面的褶皺結(jié)構(gòu)提供了足夠的空間使電解液與材料充分的接觸,微球表面的孔... 

【文章來源】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器的簡介
        1.2.2 超級電容器的組成
        1.2.3 超級電容器的儲能機理
    1.3 超級電容器電極材料及其研究進展
        1.3.1 碳基材料
        1.3.2 導(dǎo)電聚合物材料
        1.3.3 金屬氧化物/氫氧化物材料
    1.4 鈷基雙金屬氧化物電極材料
        1.4.1 鈷基雙金屬氧化物材料的制備方法
        1.4.2 鈷酸鋅材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.3 鈷酸鎳材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.4 其他鈷基雙金屬氧化物材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.5 鈷基雙金屬氧化物材料研究現(xiàn)狀的總結(jié)與展望
    1.5 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
2 實驗方法及原理
    2.1 主要實驗試劑和儀器
    2.2 材料的表征技術(shù)
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 X射線衍射儀
        2.2.3 EDS能譜分析儀
    2.3 材料的電化學(xué)測試
        2.3.1 電極制備
        2.3.2 電化學(xué)測試體系
        2.3.3 循環(huán)伏安測試
        2.3.4 恒電流充放電測試
        2.3.5 交流阻抗測試
3 ZnCo_2O_4電極材料的合成及其電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 ZnCo_2O_4電極材料的合成
    3.3 合成條件對ZnCo_2O_4電極材料的影響
        3.3.1 反應(yīng)時間對ZnCo_2O_4電極材料的影響
        3.3.2 反應(yīng)溫度對ZnCo_2O_4電極材料的影響
        3.3.3 尿素添加量對ZnCo_2O_4電極材料的影響
        3.3.4 煅燒溫度對ZnCo_2O_4電極材料的影響
    3.4 ZnCo_2O_4電極材料的微觀形貌分析
    3.5 ZnCo_2O_4電極材料的電化學(xué)性能測試
        3.5.1 循環(huán)伏安測試
        3.5.2 恒電流充放電測試
        3.5.3 交流阻抗測試
    3.6 本章小結(jié)
4 NiCo_2O_4電極材料的合成及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 NiCo_2O_4電極材料的合成
    4.3 NiCo_2O_4電極材料的物相組成和微觀形貌分析
        4.3.1 X射線衍射分析
        4.3.2 掃描電子顯微鏡分析
    4.4 NiCo_2O_4電極材料的電化學(xué)性能測試
        4.4.1 循環(huán)伏安測試
        4.4.2 恒電流充放電測試
        4.4.3 交流阻抗測試
    4.5 本章小結(jié)
5 ZnCo_2O_4/NiCo_2O_4復(fù)合材料的合成及其電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 ZnCo_2O_4/NiCo_2O_4復(fù)合材料的合成
    5.3 ZnCo_2O_4/NiCo_2O_4復(fù)合材料的物相組成和微觀形貌分析
        5.3.1 X射線衍射分析
        5.3.2 掃描電子顯微鏡分析
    5.4 ZnCo_2O_4/NiCo_2O_4復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試
        5.4.1 循環(huán)伏安測試
        5.4.2 恒電流充放電測試
        5.4.3 交流阻抗測試
    5.5 三種材料電化學(xué)性能之間的比較
        5.5.1 循環(huán)伏安性能比較
        5.5.2 恒電流充放電性能比較
        5.5.3 交流阻抗性能比較
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者簡歷
致謝
附件



本文編號：3198785