人們逐漸增長(zhǎng)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(jí)電容器具有快速充放電、循環(huán)壽命長(zhǎng)、功率密度高等顯著的優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容器具有良好的發(fā)展前景,因此超級(jí)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(chǔ)能機(jī)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(diǎn)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(guò)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(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法實(shí)現(xiàn)NiCo₂S₄和碳材料的結(jié)合來(lái)提高其倍率性能。另外,傳統(tǒng)的超級(jí)電容器負(fù)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(guò)靜電紡絲的方法將碳材料和贗電容鐵基材料復(fù)合來(lái)制備比容量高的負(fù)極材料,進(jìn)而得到高能量密度的超級(jí)電容器。本論文的研究?jī)?nèi)容如下:（... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱師范大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的Ragon圖

第1章緒論4圖1-2電池、電容器和超級(jí)電容器的電荷存儲(chǔ)Fig.1-2Chargestoragemechanismsbybattery,capacitor,andsupercapacitor.1.1.3超級(jí)電容器的制造及應(yīng)用超級(jí)電容器的類型設(shè)計(jì)有紐扣電池設(shè)計(jì)、圓柱形電池設(shè)計(jì)和囊型電池設(shè)計(jì)，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(jì)包含兩個(gè)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(lái)避免電解液泄漏和短路。整個(gè)總成是密封的，通過(guò)對(duì)金屬外殼施加適當(dāng)?shù)膲毫�。這種設(shè)計(jì)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(jì)的使用。圓柱形電池的設(shè)計(jì)是最廣泛的首選和使用的設(shè)計(jì)與重型有源材料負(fù)載超級(jí)電容器。圓柱設(shè)計(jì)示意圖如圖1-3b所示。首先，電極以長(zhǎng)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(gè)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(jì)涉及電極-分離器-電極的逐層堆積等。該設(shè)計(jì)對(duì)多電極樁的布置至關(guān)重要。多個(gè)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(jì)采用了聚合物袋，增加了組裝的靈活性。除此之外，對(duì)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(jí)電容器設(shè)計(jì)示意圖：(a)幣形電池，(b)圓柱形電池，(c)袋式細(xì)胞Fig.1-3SchematicrepresentationofSupercapacitordesign(a)coincelltypedesign.(b)cylindricalcelldesignand(c)pouchtypecelldesign.隨著超級(jí)電容器性能的不斷提高，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。眾所周知，汽車行業(yè)的需求是用于點(diǎn)火、啟動(dòng)、安全、傳動(dòng)和照明等多任務(wù)操作的儲(chǔ)能系統(tǒng)。例如，在內(nèi)燃機(jī)的情況下，混合超級(jí)電容功能可以通過(guò)提供瞬時(shí)能量爆發(fā)來(lái)連接到啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在此之前，超級(jí)電容器和熱馬達(dá)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(hù)成本。電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車在短時(shí)間內(nèi)充電時(shí)需要大電流，混合超級(jí)電容器很容易產(chǎn)生需要的功率脈動(dòng)。這類汽車的例子是豐田和馬自達(dá)生產(chǎn)的汽車。雪鐵龍使用混合超級(jí)電容器的極速爆發(fā)，啟動(dòng)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(xiàn)】：
期刊論文
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