發(fā)布時(shí)間：2021-11-05 08:59

　　超級電容器能夠?qū)崿F(xiàn)電能的快速存儲(chǔ)與釋放,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電容器與電池的性能空白。近期研究發(fā)現(xiàn)金屬硫化物具備較高的導(dǎo)電性與比容量,因此更適合用于制備高能量密度的超級電容器件。然而較高的能量密度必須依靠電極進(jìn)行氧化還原反應(yīng)獲得,如何在保證高能量密度的前提下提高電極的穩(wěn)定性,一直以來都是研究的難點(diǎn)。因此本論文以常規(guī)的鎳泡沫作為集流體,通過高溫裂解聚丙烯腈纖維,在泡沫鎳集流體表面直接生長氮摻雜的石墨緩沖層。測試結(jié)果顯示,經(jīng)過1小時(shí)800℃處理所獲的石墨層,熱穩(wěn)定性良好。其N元素含量的質(zhì)量百分比為11.48%,且多以吡咯氮原子與吡啶氮原子形式存在。同時(shí)該石墨層表面分布著多孔結(jié)構(gòu),且氣孔結(jié)構(gòu)是從缺陷富集較多的三晶粒交界處開始,然后擴(kuò)散到整個(gè)晶粒表面。依托溶劑熱法,在純凈的鎳泡沫（Ni）集流體表面與經(jīng)過氮摻雜石墨層（NG）包覆的集流體表面制備CuCo₂S₄活性物質(zhì)。經(jīng)過電化學(xué)測試,在5A/g的電流密度下,CuCo₂S₄@NG電極比容量為1508F/g,高于CuCo₂S₄@Ni... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 超級電容器簡述
        1.2.1 超級電容器的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 超級電容器的特性
        1.2.3 超級電容器的分類及儲(chǔ)能機(jī)理
    1.3 氮摻雜碳材料
        1.3.1 碳材料在超級電容器中的應(yīng)用
        1.3.2 氮摻雜碳材料的制備與優(yōu)勢
    1.4 過渡金屬硫化物
        1.4.1 硫化銅
        1.4.2 硫化鈷
        1.4.3 硫化銅鈷
        1.4.4 硫化鎘
    1.5 研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料、儀器及表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 電極材料表征技術(shù)
        2.2.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.2.2 場發(fā)射透射電子顯微鏡
        2.2.3 X射線粉末衍射儀
        2.2.4 激光共聚焦拉曼光譜儀
        2.2.5 熱重分析儀
        2.2.6 光電子能譜儀
        2.2.7 傅里葉轉(zhuǎn)變紅外光譜儀
    2.3 電極材料的電化學(xué)性能表征
        2.3.1 循環(huán)伏安測試
        2.3.2 恒電流充放電測試
        2.3.3 交流阻抗測試
        2.3.4 超級電容器的組裝與測試
第3章 氮摻雜石墨層的制備及其影響因素
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 藥品
        3.2.2 聚丙烯腈碳化過程的機(jī)理探討
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 石墨層的SEM表征
        3.3.2 碳化時(shí)間對石墨層形貌的影響
        3.3.3 碳化時(shí)間對石墨層結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.4 聚丙烯腈與石墨層的紅外光譜分析
        3.3.5 聚丙烯腈與石墨層的熱重分析
        3.3.6 石墨層中氮元素的含量及其結(jié)合形式
        3.3.7 電化學(xué)測試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 CuCo_2S_4在氮摻雜石墨層上的制備與性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 藥品
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)方案
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 CuCo_2S_4電極的形貌分析
        4.3.2 CuCo_2S_4電極的電化學(xué)性能分析
        4.3.3 氮摻雜石墨層對CuCo_2S_4形貌的影響
        4.3.4 氮摻雜石墨層對CuCo_2S_4物相的影響
        4.3.5 氮摻雜石墨層對CuCo_2S_4電化學(xué)性能的影響
        4.3.6 超級電容器的組裝
    4.4 本章小結(jié)
第5章 CdS在氮摻雜石墨層上的制備與穩(wěn)定化處理
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 藥品
        5.2.2 CdS的制備方案
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)方案
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 CdS電極的形貌分析
        5.3.2 CdS電極的電化學(xué)性能分析
        5.3.3 CdS電極的穩(wěn)定化處理
        5.3.4 超級電容器的組裝
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利
致謝



本文編號：3477493