超級電容器是一種結(jié)構(gòu)簡單的電化學(xué)儲能器件。與二次電池相比,它具有比功率密度高和循環(huán)壽命長兩大突出優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于電子、交通及軍事等領(lǐng)域。超級電容器的性能在很大程度上取決于電極材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。因此,對超級電容器電極材料的研究一直是電化學(xué)儲能領(lǐng)域的熱點(diǎn)。氮摻雜碳材料除了具有普通碳材料的導(dǎo)電性良好和比表面積高的優(yōu)點(diǎn)外,還可以在其表面發(fā)生法拉第贗電容反應(yīng),與雙電層電容協(xié)同作用,擁有優(yōu)于普通碳材料的電化學(xué)性能。高的比表面積、豐富的孔道結(jié)構(gòu)是氮摻雜碳材料發(fā)揮其良好電化學(xué)性能的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)碳材料的制備工藝通常需要大量的活化劑侵蝕碳骨架,借此形成發(fā)達(dá)的孔道結(jié)構(gòu),從而提高碳材料的比電容性能。然而,高腐蝕性的活化工藝不利于在碳材料中保留大量的氮元素。由此可見,開發(fā)新工藝制備氮摻雜碳材料具有重要意義。雖然,氮摻雜有效地提高了碳材料的比電容。但是,由碳材料組成的對稱超級電容器的工作電壓低,導(dǎo)致器件能量密度小、使用不便,因而需要比電容更高的電極材料。氧化錳不僅具有遠(yuǎn)高于碳材料的比電容值,并且具有儲量豐富、價格低廉、環(huán)保無毒等諸多優(yōu)點(diǎn)。將氧化錳與碳材料組裝成非對稱超級電容器,不僅可以提升正極的電荷存儲密度,還可... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器的基本原理及分類
        1.2.1 雙電層電容器
        1.2.2 法拉第贗電容器
    1.3 超級電容器的性能評價指標(biāo)
    1.4 超級電容器的優(yōu)點(diǎn)
    1.5 超級電容器的組成
        1.5.1 超級電容器電極
        1.5.2 超級電容器的電解液
        1.5.3 隔膜
    1.6 超級電容器電極材料的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.6.1 碳材料
        1.6.2 過渡金屬化合物
        1.6.3 導(dǎo)電聚合物
    1.7 研究的選題依據(jù)與主要研究內(nèi)容
第二章 實驗設(shè)備與材料測試方法
    2.1 樣品制備的主要設(shè)備
    2.2 樣品表征方法
        2.2.1 物相分析
        2.2.2 形貌分析
        2.2.3 X射線光電子能譜分析
        2.2.4 比表面積及孔徑分析
    2.3 樣品電極的電化學(xué)性能測試
        2.3.1 工作電極的制備
        2.3.2 電化學(xué)性能測試
第三章 氮摻雜碳材料的一步制備及其超級電容器性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 材料的制備及性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 原料比例的影響
        3.3.2 碳化溫度的影響
    3.4 小結(jié)
第四章 非晶氧化錳的高效制備及其超級電容器性能
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 材料的制備及性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 PVP還原KMnO_4制備MnO_x材料
        4.3.2 PVA還原KMnO_4制備MnO_x材料
    4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3395014