超級(jí)電容器是目前常用的一種儲(chǔ)能裝置,其較高的功率密度、較快的充放電速率、較長的循環(huán)壽命及放置時(shí)間,使得它具有很大的應(yīng)用前景。在眾多影響超級(jí)電容器應(yīng)用的因素中,電極材料的性能和成本對(duì)超級(jí)電容器的影響極為突出,因此目前對(duì)超級(jí)電容器的研究主要集中在研發(fā)性能好、價(jià)格低的電極材料方面。本文主要以碳材料和金屬氧化物為研究對(duì)象,一方面利用碳材料的高導(dǎo)電性和高循環(huán)穩(wěn)定性,另一方面利用金屬氧化物的高電容量,將兩者復(fù)合制備出高性能的復(fù)合材料。在選擇材料時(shí),我們選擇聚多巴胺球（PDA）為碳材料,因?yàn)榫鄱喟桶非虮砻婧性S多活性基團(tuán)具有一定的化學(xué)活性和吸附性,另外其在高溫下可煅燒成N摻雜的碳球,從而提供更多的活性位點(diǎn);金屬氧化物選擇了MnO₂、NiCo₂O₄和Fe₃O₄,因?yàn)槠浜控S富、價(jià)格低廉且無毒環(huán)保。具體的研究內(nèi)容主要有以下三個(gè)部分:（1）本文首先制備了核殼結(jié)構(gòu)的PDA@MnO₂復(fù)合材料,方法簡單、快速,然后采用SEM、TEM、EDS、XRD對(duì)PDA@MnO₂

【文章來源】：安徽師范大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

超級(jí)電容器組成示意圖

5. 工作范圍寬。超級(jí)電容器的工作溫度范圍寬，最低工作溫度可達(dá)-50oC，最高工作溫度可達(dá)+70oC，工作溫度范圍遠(yuǎn)寬于傳統(tǒng)電容器和電池。除以上五點(diǎn)顯著的優(yōu)勢外，超級(jí)電容器還具有工作溫度范圍寬、貯存時(shí)間長、環(huán)境友好等特點(diǎn)�；谶@些優(yōu)勢，超級(jí)電容器在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。1.3. 超級(jí)電容器的工作原理1.3.1 雙電層電容雙電層電容器的電荷儲(chǔ)存是通過靜電作用進(jìn)行的，電解液中的陰陽離子被可逆地吸附在活性材料中，在這個(gè)電荷儲(chǔ)存過程中電極材料并沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)[28,29]。圖 1-2 是雙電層電容器的工作原理圖，如圖所示，充電時(shí)正極帶正電、負(fù)極帶負(fù)電，電解液中的陰陽離子在外加電場的作用下分別移向正極和負(fù)極，使得在電極與電解液的接觸界面上形成兩層相反電荷，從而產(chǎn)生電勢差。放電時(shí)，電子從負(fù)極移動(dòng)到正極，陰陽離子又移動(dòng)到電解液中。

安徽師范大學(xué)碩士學(xué)位論文通過施加電壓后，電極材料發(fā)生一個(gè)快速、可逆的法拉第脫附、氧化還原反應(yīng)、可逆摻雜與去摻雜）來實(shí)現(xiàn)電荷的過程類似[28, 31]。與雙電層電容器相比，贗電容電容器具有倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性較低。贗電容常用的電極材料主要4]，導(dǎo)電聚合[35, 36]。


本文編號(hào)：3643918