基于石墨氈柔性基質(zhì)的CO 2 (OH) 2 CO 3 電極制備改性及其超容性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-08 04:19
超級(jí)電容器是一種性能介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的新型儲(chǔ)能器件。隨著電化學(xué)儲(chǔ)能器件的微型化、智能化和便攜化發(fā)展,柔性超級(jí)電容器的研發(fā)成為大勢(shì)所趨。作為超級(jí)電容器關(guān)鍵組分的電極材料無(wú)疑是研究的重點(diǎn),因此選擇合適的柔性集流體、設(shè)計(jì)組分合理和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的活性物質(zhì)來(lái)制備高性能柔性電極是該領(lǐng)域研究的關(guān)鍵所在。本文以柔性導(dǎo)電石墨氈(GF)為基質(zhì),通過(guò)溶劑熱法直接原位生長(zhǎng)堿式碳酸鈷(Co2(OH)2CO3),再對(duì)其表面電沉積磷化鎳(Ni2P)改性,期望提高復(fù)合電極材料的比容量和倍率性能。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)Co2(OH)2CO3@GF 電極材料的制備。SEM、FTIR、XRD 等表征方法說(shuō)明本文成功合成了生長(zhǎng)在石墨氈上的具有納米須陣列結(jié)構(gòu)的Co2(OH)2CO3。通過(guò)調(diào)節(jié)水熱溫度、反應(yīng)物配比及溶劑中醇水體積比來(lái)優(yōu)化材料的電化學(xué)性能,用三電極體系進(jìn)行測(cè)試:電極在電流密度為1 mA cm-2時(shí)的比容量為1022 mF cm-2;當(dāng)電流密度增加20倍后,其倍率性為47.0%;在20 mA cm-2的大電流密度循環(huán)3000次仍能保留91.7%的比容量,表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。上述結(jié)果表明,Co2(OH)2...
【文章來(lái)源】:湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)示意圖??-
t??雙電層理論是是在1887年由物理學(xué)家亥姆霍茲提出[2Q],隨后經(jīng)過(guò)不斷修改??完善,形成現(xiàn)在的雙電層理論[2|】。其原理如圖1-2所示:將兩電極放入電解液中,??向兩電極間施加一定電壓后,在電場(chǎng)作用下,電荷從一個(gè)電極向另一個(gè)電極移動(dòng),??與此同時(shí),溶液中的陰陽(yáng)離子分別向正負(fù)電極遷移,從而在兩個(gè)電極與溶液接觸??界面處形成電量相等、電性相反的電荷的定向排列,即因靜電吸引形成雙電層[22]。??因雙電層中的靜電電荷由于固液界面上位壘的存在而無(wú)法越界中和,從而儲(chǔ)存和??轉(zhuǎn)化能量,即為雙電層電容。因?yàn)殡p電層電容器中電極材料和電解質(zhì)的界面處只??存在電荷與離子的靜電吸附,過(guò)程十分迅速,因此能快速完成能量的存儲(chǔ)和釋放,??進(jìn)而使其具有良好的功率特性以及快速充放電等特點(diǎn)[23,24]。??0????????
基于石墨氈柔性基質(zhì)的c〇2(oh)2co3電極制備改性及其超容性能研宄容量為343?Fg-1,當(dāng)電流密度增大20倍后,其倍率性為70.3%,經(jīng)過(guò)5后容量保持率達(dá)98.5%,展示了良好的超級(jí)電容性能。??表1-1不同微波時(shí)間石墨烯的電容性能??Tab.?1-1?Capacitance?properties?of?graphene?at?different?microwave?time[34^??波時(shí)間/s?電容量/Fg-1?倍率性能/%?循環(huán)性能/%??30?197?503?604??60?286?66.4?82.5??90?343?70.3?98.5??120?308?71.6?99.7??r2「[n?—?^?。.〇2「0??A?——?--1——?,???
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]天然鱗片石墨微波法制備石墨烯及其電容性能[J]. 沈丁,楊紹斌,于海晶. 非金屬礦. 2016(01)
[2]過(guò)渡金屬磷化物催化劑的研究進(jìn)展[J]. 任文坡,張彥,葛少輝,李雪靜. 石化技術(shù)與應(yīng)用. 2015(02)
[3]堿式碳酸鈷非等溫?zé)岱纸鈩?dòng)力學(xué)[J]. 劉秉國(guó),彭金輝,張利波,張澤彪,郭勝惠,張世敏. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
[4]過(guò)渡金屬磷化物的制備和催化性能研究[J]. 劉理華,李廣慈,劉迪,柳云騏,劉晨光. 化學(xué)進(jìn)展. 2010(09)
[5]超級(jí)電容器工作電解質(zhì)的研究概況[J]. 殷金玲,張寶宏. 應(yīng)用科技. 2004(10)
[6]電動(dòng)汽車(chē)能量存儲(chǔ)技術(shù)概況[J]. 程夕明,孫逢春. 電源技術(shù). 2001(01)
[7]紐扣型液體雙電層電容器的研制[J]. 顧溫國(guó),李勁,夏云發(fā),曹婉真. 電子元件與材料. 2000(03)
本文編號(hào):3270846
【文章來(lái)源】:湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)示意圖??-
t??雙電層理論是是在1887年由物理學(xué)家亥姆霍茲提出[2Q],隨后經(jīng)過(guò)不斷修改??完善,形成現(xiàn)在的雙電層理論[2|】。其原理如圖1-2所示:將兩電極放入電解液中,??向兩電極間施加一定電壓后,在電場(chǎng)作用下,電荷從一個(gè)電極向另一個(gè)電極移動(dòng),??與此同時(shí),溶液中的陰陽(yáng)離子分別向正負(fù)電極遷移,從而在兩個(gè)電極與溶液接觸??界面處形成電量相等、電性相反的電荷的定向排列,即因靜電吸引形成雙電層[22]。??因雙電層中的靜電電荷由于固液界面上位壘的存在而無(wú)法越界中和,從而儲(chǔ)存和??轉(zhuǎn)化能量,即為雙電層電容。因?yàn)殡p電層電容器中電極材料和電解質(zhì)的界面處只??存在電荷與離子的靜電吸附,過(guò)程十分迅速,因此能快速完成能量的存儲(chǔ)和釋放,??進(jìn)而使其具有良好的功率特性以及快速充放電等特點(diǎn)[23,24]。??0????????
基于石墨氈柔性基質(zhì)的c〇2(oh)2co3電極制備改性及其超容性能研宄容量為343?Fg-1,當(dāng)電流密度增大20倍后,其倍率性為70.3%,經(jīng)過(guò)5后容量保持率達(dá)98.5%,展示了良好的超級(jí)電容性能。??表1-1不同微波時(shí)間石墨烯的電容性能??Tab.?1-1?Capacitance?properties?of?graphene?at?different?microwave?time[34^??波時(shí)間/s?電容量/Fg-1?倍率性能/%?循環(huán)性能/%??30?197?503?604??60?286?66.4?82.5??90?343?70.3?98.5??120?308?71.6?99.7??r2「[n?—?^?。.〇2「0??A?——?--1——?,???
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]天然鱗片石墨微波法制備石墨烯及其電容性能[J]. 沈丁,楊紹斌,于海晶. 非金屬礦. 2016(01)
[2]過(guò)渡金屬磷化物催化劑的研究進(jìn)展[J]. 任文坡,張彥,葛少輝,李雪靜. 石化技術(shù)與應(yīng)用. 2015(02)
[3]堿式碳酸鈷非等溫?zé)岱纸鈩?dòng)力學(xué)[J]. 劉秉國(guó),彭金輝,張利波,張澤彪,郭勝惠,張世敏. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
[4]過(guò)渡金屬磷化物的制備和催化性能研究[J]. 劉理華,李廣慈,劉迪,柳云騏,劉晨光. 化學(xué)進(jìn)展. 2010(09)
[5]超級(jí)電容器工作電解質(zhì)的研究概況[J]. 殷金玲,張寶宏. 應(yīng)用科技. 2004(10)
[6]電動(dòng)汽車(chē)能量存儲(chǔ)技術(shù)概況[J]. 程夕明,孫逢春. 電源技術(shù). 2001(01)
[7]紐扣型液體雙電層電容器的研制[J]. 顧溫國(guó),李勁,夏云發(fā),曹婉真. 電子元件與材料. 2000(03)
本文編號(hào):3270846
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