發(fā)布時間：2021-10-30 14:19

　　人們逐漸增長的能源需求與日益減少的可利用化石能源之間的矛盾日益突出。最廣泛使用的電池有鋰離子電池、鋅空氣電池、鉀離子電池。與上述電池相比,超級電容器具有快速充放電、循環(huán)壽命長、功率密度高等顯著的優(yōu)點。超級電容器具有良好的發(fā)展前景,因此超級電容器的電極材料的研究已成為主要的研究方向。最近受到廣泛關(guān)注的正極材料是金屬氧/硫化物。由于其相似的電化學(xué)儲能機理和豐富的自然資源,NiCo₂S₄比單一的鎳硫化物和鈷硫化物具有更豐富的電活性位點和更優(yōu)異的導(dǎo)電性,具有較高的比容量。然而,由于NiCo₂S₄在充放電過程中較大體積變化使其具有較差的倍率。所以,在本文中,我們通過簡單的實驗方法實現(xiàn)NiCo₂S₄和碳材料的結(jié)合來提高其倍率性能。另外,傳統(tǒng)的超級電容器負極材料是單一的碳材料,由于其具有較低的比容量,導(dǎo)致組裝的器件具有較低的能量密度。因此本論文通過靜電紡絲的方法將碳材料和贗電容鐵基材料復(fù)合來制備比容量高的負極材料,進而得到高能量密度的超級電容器。本論文的研究內(nèi)容如下:（... 

【文章來源】：哈爾濱師范大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

各電化學(xué)儲能系統(tǒng)的Ragon圖

第1章緒論4圖1-2電池、電容器和超級電容器的電荷存儲Fig.1-2Chargestoragemechanismsbybattery,capacitor,andsupercapacitor.1.1.3超級電容器的制造及應(yīng)用超級電容器的類型設(shè)計有紐扣電池設(shè)計、圓柱形電池設(shè)計和囊型電池設(shè)計，如圖1-3所示。在圖1-3a中，二氧化硅/聚吡咯復(fù)合材料的幣形電池設(shè)計包含兩個電極的組裝以及在金屬外殼中添加絕緣聚合物（如特氟龍）的分離器，金屬外殼導(dǎo)電，添加絕緣聚合物來避免電解液泄漏和短路。整個總成是密封的，通過對金屬外殼施加適當(dāng)?shù)膲毫�。這種設(shè)計的要求是:薄電極；活性物質(zhì)濃度低。這些要求也限制這種設(shè)計的使用。圓柱形電池的設(shè)計是最廣泛的首選和使用的設(shè)計與重型有源材料負載超級電容器。圓柱設(shè)計示意圖如圖1-3b所示。首先，電極以長方形的形式畫出，然后將其卷成圓柱形金屬外殼，再加上相同尺寸的隔板。電流收集器和卷好的電極片之間的連接是焊接的。電解液注入套管是在電極分離器組裝完成后完成的。最后，密封整個電池與安全通風(fēng)口安裝，以確保安全的情況下，壓力積聚。如圖1-3c所示，在CNT上涂布MnO2的情況下，袋型設(shè)計涉及電極-分離器-電極的逐層堆積等。該設(shè)計對多電極樁的布置至關(guān)重要。多個電極首先與各自的電流收集器焊接，然后相應(yīng)地連接所需的電流收集器。與金屬外殼不同，袋設(shè)計采用了聚合物袋，增加了組裝的靈活性。除此之外，對電池元件的要求也很低，導(dǎo)致等效串聯(lián)電阻較低，性能優(yōu)異[28,29]。

第1章緒論5圖1-3超級電容器設(shè)計示意圖：(a)幣形電池，(b)圓柱形電池，(c)袋式細胞Fig.1-3SchematicrepresentationofSupercapacitordesign(a)coincelltypedesign.(b)cylindricalcelldesignand(c)pouchtypecelldesign.隨著超級電容器性能的不斷提高，其應(yīng)用范圍不斷擴大。眾所周知，汽車行業(yè)的需求是用于點火、啟動、安全、傳動和照明等多任務(wù)操作的儲能系統(tǒng)。例如，在內(nèi)燃機的情況下，混合超級電容功能可以通過提供瞬時能量爆發(fā)來連接到啟動發(fā)動機。在此之前，超級電容器和熱馬達在壽命上是一致的。與普通鉛酸電池或蓄電池相比，這種特性降低了維護成本。電動汽車或混合動力汽車在短時間內(nèi)充電時需要大電流，混合超級電容器很容易產(chǎn)生需要的功率脈動。這類汽車的例子是豐田和馬自達生產(chǎn)的汽車。雪鐵龍使用混合超級電容器的極速爆發(fā)，啟動和停止節(jié)油安排允許更快的初步加速[10,30]。（圖1-4）

【參考文獻】：
期刊論文
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