超級電容器由于其較高的功率密度,優(yōu)異的倍率性能及循環(huán)性能而受到廣泛關(guān)注,但其較低的能量密度限制其發(fā)展和應(yīng)用。這是由于超級電容器中電化學(xué)反應(yīng)主要發(fā)生在電極表面,活性材料的利用率相對較低,因此發(fā)展嵌入式電容材料是提高能量密度的有效策略。氫氧化鈷與氫氧化鎳是典型的嵌入式電容材料,其獨特的層狀結(jié)構(gòu)有利于離子的擴散與反應(yīng),從而具有較強的儲能能力。然而在實際應(yīng)用中,它們的性能并未得到充分的發(fā)揮,而一些常用的改性手段需要較高的材料成本和技術(shù)成本,不利于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。因此,本論文在上述兩種材料的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新性地選取了陰陽雙離子共嵌入的策略,將鉀離子與氯離子引入到過渡金屬氫氧化物材料中,有效地提高了此類材料的電化學(xué)性能,具體工作如下:（1）不同離子嵌入對氫氧化鈷性能的影響。通過將沒有離子嵌入,氯離子嵌入,鉀離子嵌入以及兩種離子共嵌入的氫氧化鈷進行表征及對比,發(fā)現(xiàn)氯離子的嵌入會提高H的吸附能,從而使更多的電解質(zhì)離子嵌入材料并發(fā)生反應(yīng),從而提高比電容;而鉀離子的嵌入會降低氫氧化鈷的帶隙,提高其導(dǎo)電性,從而促進電荷的傳輸與轉(zhuǎn)移,提高比電容和倍率性能。雙離子嵌入的樣品在兩個方面均得到優(yōu)化,從而具有更高的電化... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同離子嵌入氫氧化鈷的掃描電鏡圖片：（a）Co(OH)2;（b）Co(OH)2/Cl;（c）


本文編號：3263004