3D多孔FeC 2 O 4 /石墨烯和MnO 2 /石墨烯電極材料的制備及在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-07-31 09:11
超級(jí)電容器又稱(chēng)雙電層電容器,介于電池和普通電容器之間的新型儲(chǔ)能器件,具有充放電速度快、循環(huán)穩(wěn)定性好、無(wú)污染和效率高等特點(diǎn)。電極材料影響是超級(jí)電容器性能優(yōu)劣的關(guān)鍵性因素,因此制備高性能電極材料對(duì)超級(jí)電容器至關(guān)重要。石墨烯具有很高比表面積和良好導(dǎo)電性,用作電極材料時(shí)循環(huán)穩(wěn)定性好且可以?xún)?chǔ)存更多電荷,缺陷在于比電容有限,而金屬氧化物用作電極材料時(shí)比電容大但導(dǎo)電性和循環(huán)穩(wěn)定性差,因此將金屬氧化物負(fù)載到石墨烯制備新型材料用作電極材料。本論文以FeC2O4/rGO和MnO2/rGO復(fù)合材料為研究對(duì)象,對(duì)高性能超級(jí)電容器電極材料的制備和性能展開(kāi)研究。不同于電極材料中常用Fe2O3和Fe3O4,本文制備以三維多孔結(jié)構(gòu)FeC2O4/rGO復(fù)合材料為超級(jí)電容器電極,無(wú)需添加導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。FeC2O4/rGO復(fù)合材料由大孔的石墨烯和微孔-介孔的草酸亞鐵組成。通常水的分解電壓為1.23V,不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器在水系電解質(zhì)中電壓窗口 一般在2V以?xún)?nèi)。當(dāng)選用FeC2O4/rGO水凝膠作為超級(jí)電容器負(fù)極,選用純r(jià)GO水凝膠作為超級(jí)電容器正極時(shí),在KOH(1.0M)電解質(zhì)中不對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器電壓窗口升至1.7V,在中性Na...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-6?W墨烯與其它碳材料??Figure?1-6?Graphene?and?other?graphitic?forms??
它們制備超級(jí)電容器所測(cè)得的電化學(xué)性質(zhì)也不同[4M8]。Mn02有數(shù)十種晶型,以??Mn06為八面體結(jié)構(gòu)。在超級(jí)電容器中常用到a-?Mn02、p-?MnOjP?Y-?Mn02149]。??如圖1-7示為常見(jiàn)晶型結(jié)構(gòu)。??isxWTm??^*MnOx?y-MnO.?A-MnO-??圖1-7不同Mn02晶體結(jié)構(gòu)M??Figure?1-7?Crystal?structure?of?Mii〇2|4y|??Chu15G]等通過(guò)簡(jiǎn)單水熱反應(yīng)制備空心球體的a-Mn02,并以此為電極,在電??壓為2.5mV時(shí)比電容量達(dá)到167F/g,350次循環(huán)循環(huán)保持率為89%,作為超級(jí)??電容器電極材料潛力很大。Ding1511等在NaOH溶液中,MnS04和K2S208反應(yīng)??生成棒狀Y-?Mn02,在0.5mol/LK2SO4為電解液時(shí)測(cè)的比電容量為207F/g,電壓??窗口為L8V。經(jīng)過(guò)23000次循環(huán)后,循環(huán)保持率高達(dá)94%,電化學(xué)性能十分優(yōu)??良。??1.8.3?MnCVrGO復(fù)合材料研究進(jìn)展??由前面所述可知石墨烯是理想的雙層電容器電極材料,循環(huán)穩(wěn)定性好,不??理想的一點(diǎn)是能量密度較低。Mn02做電極材料時(shí)可得到較大能量密度,缺陷是??其導(dǎo)電性差
圖2-2超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)??e?2-2?The?structure?of?an?assembled?asymmetric?supercap我們采取了兩種制備方法。第一種方法是直折的鈦網(wǎng)上,夾緊并用鈦絲固定一端,然后在
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Design of Supercapacitor Electrodes Using Molecular Dynamics Simulations[J]. Zheng Bo,Changwen Li,Huachao Yang,Kostya Ostrikov,Jianhua Yan,Kefa Cen. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[2]A Wire-Shaped Supercapacitor in Micrometer Size Based on Fe3O4 Nanosheet Arrays on Fe Wire[J]. Guohong Li,Ruchun Li,Weijia Zhou. Nano-Micro Letters. 2017(04)
[3]雙外推法研究FeC2O4·2H2O脫水過(guò)程的動(dòng)力學(xué)機(jī)理[J]. 潘云祥,管翔穎,馮增媛,李秀玉,閻政. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 1998(12)
本文編號(hào):3313182
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-6?W墨烯與其它碳材料??Figure?1-6?Graphene?and?other?graphitic?forms??
它們制備超級(jí)電容器所測(cè)得的電化學(xué)性質(zhì)也不同[4M8]。Mn02有數(shù)十種晶型,以??Mn06為八面體結(jié)構(gòu)。在超級(jí)電容器中常用到a-?Mn02、p-?MnOjP?Y-?Mn02149]。??如圖1-7示為常見(jiàn)晶型結(jié)構(gòu)。??isxWTm??^*MnOx?y-MnO.?A-MnO-??圖1-7不同Mn02晶體結(jié)構(gòu)M??Figure?1-7?Crystal?structure?of?Mii〇2|4y|??Chu15G]等通過(guò)簡(jiǎn)單水熱反應(yīng)制備空心球體的a-Mn02,并以此為電極,在電??壓為2.5mV時(shí)比電容量達(dá)到167F/g,350次循環(huán)循環(huán)保持率為89%,作為超級(jí)??電容器電極材料潛力很大。Ding1511等在NaOH溶液中,MnS04和K2S208反應(yīng)??生成棒狀Y-?Mn02,在0.5mol/LK2SO4為電解液時(shí)測(cè)的比電容量為207F/g,電壓??窗口為L8V。經(jīng)過(guò)23000次循環(huán)后,循環(huán)保持率高達(dá)94%,電化學(xué)性能十分優(yōu)??良。??1.8.3?MnCVrGO復(fù)合材料研究進(jìn)展??由前面所述可知石墨烯是理想的雙層電容器電極材料,循環(huán)穩(wěn)定性好,不??理想的一點(diǎn)是能量密度較低。Mn02做電極材料時(shí)可得到較大能量密度,缺陷是??其導(dǎo)電性差
圖2-2超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)??e?2-2?The?structure?of?an?assembled?asymmetric?supercap我們采取了兩種制備方法。第一種方法是直折的鈦網(wǎng)上,夾緊并用鈦絲固定一端,然后在
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Design of Supercapacitor Electrodes Using Molecular Dynamics Simulations[J]. Zheng Bo,Changwen Li,Huachao Yang,Kostya Ostrikov,Jianhua Yan,Kefa Cen. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[2]A Wire-Shaped Supercapacitor in Micrometer Size Based on Fe3O4 Nanosheet Arrays on Fe Wire[J]. Guohong Li,Ruchun Li,Weijia Zhou. Nano-Micro Letters. 2017(04)
[3]雙外推法研究FeC2O4·2H2O脫水過(guò)程的動(dòng)力學(xué)機(jī)理[J]. 潘云祥,管翔穎,馮增媛,李秀玉,閻政. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 1998(12)
本文編號(hào):3313182
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