新興電動(dòng)汽車和國家電網(wǎng)儲(chǔ)存領(lǐng)域需要更高能量密度的儲(chǔ)存器件,尋求高性能的化學(xué)儲(chǔ)能材料已成為熱點(diǎn)課題,其中,過渡金屬氧化物因其較高的比容量、環(huán)境友好等特點(diǎn),在超級(jí)電容器和二次電池領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。本文針對(duì)過渡金屬氧化物在儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用中存在循環(huán)性能差、倍率性能低等不足進(jìn)行改性,將過渡金屬氧化物與具有良好導(dǎo)電性的碳化鈦納米線進(jìn)行復(fù)合,構(gòu)筑一種核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合體,有效改善了電化學(xué)儲(chǔ)能性能,主要研究結(jié)果如下:采用碳熱還原法合成TiC納米線,然后利用化學(xué)浴沉積使NiO納米片沉積到TiC納米線上,構(gòu)成核殼結(jié)構(gòu)。制得的TiC@NiO復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的超電容性能,在1 A/g電流密度下比電容量達(dá)到560 F/g,隨著電流密度的增加,在20 A/g電流密度下仍有425 F/g,容量保持率達(dá)76%,具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;在20 A/g電流密度下循環(huán)5000次后比電容量仍有312 F/g,遠(yuǎn)高于相同條件下制備的NiO電極材料。采用水熱法制備核殼結(jié)構(gòu)TiC@Co₃O₄,重點(diǎn)討論了水熱反應(yīng)時(shí)間對(duì)材料電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,水熱6 h后得到的復(fù)合材料超電容性能最... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級(jí)電容器的簡介
        1.2.1 超級(jí)電容器的特性
        1.2.2 超級(jí)電容器的組成
    1.3 超級(jí)電容器的分類
        1.3.1 雙電層電容器
        1.3.2 法拉第贗電容器
    1.4 超級(jí)電容器的應(yīng)用
    1.5 超級(jí)電容器電極材料的研究進(jìn)展
        1.5.1 碳材料
        1.5.2 導(dǎo)電聚合物材料
        1.5.3 金屬氧化物/氫氧化物材料
    1.6 混合超級(jí)電容器簡介
    1.7 選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法及測(cè)試
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料的制備
        2.2.1 碳熱還原法制備碳化鈦納米線
        2.2.2 核殼結(jié)構(gòu)碳化鈦/過渡金屬氧化物的復(fù)合
    2.3 材料的結(jié)構(gòu)測(cè)試與表征
        2.3.1 X射線衍射分析（XRD）
        2.3.2 掃描電子顯微分析（SEM）
    2.4 材料電化學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 工作電極片的制備
        2.4.2 超級(jí)電容器的組裝
        2.4.3 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.4.4 恒電流充放電測(cè)試
        2.4.5 電化學(xué)阻抗譜測(cè)試
第三章 核殼結(jié)構(gòu)TiC@NiO的制備及其超電容性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 碳化鈦納米線的制備及預(yù)處理
        3.2.2 核殼結(jié)構(gòu)TiC@NiO的制備
        3.2.3 NiO的制備
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 碳化鈦納米線的物相分析和結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 核殼結(jié)構(gòu)TiC@NiO和純NiO的物相分析和結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 核殼結(jié)構(gòu)TiC@NiO和純NiO的電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 核殼結(jié)構(gòu)TiC@Co_3O_4的制備及超電容性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 碳化鈦納米線的制備及預(yù)處理
        4.2.2 核殼結(jié)構(gòu)TiC@Co_3O_4的制備
        4.2.3 Co_3O_4的制備
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 核殼結(jié)構(gòu)TiC@Co_3O_4和純Co_3O_4的物相分析和結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 核殼結(jié)構(gòu)TiC@ Co_3O_4和純Co_3O_4的電化學(xué)性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 核殼結(jié)構(gòu)TiC@Co_3O_4的制備及儲(chǔ)鋰性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 碳化鈦納米線的制備及預(yù)處理
        5.2.2 核殼結(jié)構(gòu)TiC@Co_3O_4的制備
        5.2.3 Co_3O_4的制備
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 核殼結(jié)構(gòu)TiC@Co_3O_4和純Co_3O_4的物相分析和結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 核殼結(jié)構(gòu)TiC@Co_3O_4和純Co_3O_4的電化學(xué)性能
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Green synthesis of MnOx nanostructures and studies of their supercapacitor performance[J]. Wei Du,Xiaoqian Xu,Di Zhang,Qingyi Lu,Feng Gao.  Science China Chemistry. 2015(04)
[2]導(dǎo)電聚合物超級(jí)電容器電極材料[J]. 涂亮亮,賈春陽.  化學(xué)進(jìn)展. 2010(08)
[3]炭釕復(fù)合電極堿性電化學(xué)電容器的研究(英文)[J]. 蘇岳鋒,吳鋒,包麗穎,楊朝暉.  新型炭材料. 2007(01)
[4]Performance of a combined capacitor based on ultrafine nickel oxide/carbon nanotubes composite electrodes[J]. Xiaofeng Wang , Yanqiu Cao , Yiqiang Lu, Qiqian Sha , and Ji Liang Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China Applied Science School, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China.  Journal of University of Science and Technology Beijing（English Edition）. 2004(06)
[5]電化學(xué)電容器的特點(diǎn)及應(yīng)用[J]. 張治安,鄧梅根,胡永達(dá),楊邦朝.  電子元件與材料. 2003(11)



本文編號(hào)：3679209