本文關(guān)鍵詞：鉬酸鎳復(fù)合電極材料的制備及其在超級電容器中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技和社會的迅速發(fā)展,人們對高性能電源的需求量越來越大。在此背景下,超級電容器因具有比功率高、充放電速率快、循環(huán)壽命長,無污染等許多顯著優(yōu)勢,因此在汽車、電力、國防、消費電子品等方面有著巨大的應(yīng)用價值和市場潛力。然而受限于較低的能量密度,超級電容器的發(fā)展受到了制約。因此,研究和開發(fā)性能優(yōu)良的電極材料成為發(fā)展超級電容器的關(guān)鍵。NiMoO4因具有較好的電化學(xué)性能、價廉和對環(huán)境友好等優(yōu)點逐漸受到研究者的關(guān)注,但當(dāng)前鉬酸鎳電極材料依然存在實際比電容相對理論值較低,較差的循環(huán)壽命和倍率性能等問題。鑒于復(fù)合電極材料能使各個組分材料發(fā)揮出各自的優(yōu)勢,彌補單一材料的不足,起到協(xié)同增效的作用。因此,本論文考慮將NiMoO4與四氧化三鈷或石墨烯進行復(fù)合,研制新型NiMoO4復(fù)合電極材料,并對其結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進行了系統(tǒng)研究。具體內(nèi)容如下：1、以柔軟,價廉及高導(dǎo)電率的碳布作為集流體,通過兩步水熱及焙燒的方法在碳纖維上均勻附著生長三維Co3O4@ NiMoO4核殼式納米陣列,從而得到整體式工作電極。Co3O4@ NiMoO4的核殼結(jié)構(gòu)可以大大增加電極材料的比表面積,促進電解液與電極物質(zhì)的充分接觸和快速擴散,而且這種三維結(jié)構(gòu)和直接生長的方式也有利于電化學(xué)反應(yīng)過程中電子傳輸。電化學(xué)測試表明：該三維結(jié)構(gòu)復(fù)合電極在3 mA cm-2電流密度下的面積比容為3.61 F cm-2,同時當(dāng)電流密度增大到15 mA cm-2時,面積比容的保持率為82%,表現(xiàn)出具有良好的倍率性能；另外經(jīng)交流阻抗測試表明,該復(fù)合電極具有較低的電子轉(zhuǎn)移阻抗；而且在15 mA cm-2電流密度下經(jīng)過2500次循環(huán)后,該復(fù)合電極材料還能保持85%的面積比電容,表現(xiàn)出了良好的充放電穩(wěn)定性。2、通過水熱法一步合成了NiMo04納米線/還原氧化石墨烯(rGO)復(fù)合材料。與空白NiMo04納米線(873 F g-1)相比,NiMoO4/rGO復(fù)合材料在1Ag-1放電電流密度下的比電容增至1202 F g-,且表現(xiàn)出更好的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。結(jié)合XRD、SEM、TEM、Raman和XPS等材料結(jié)構(gòu)表征和交流阻抗測試數(shù)據(jù),表明該復(fù)合材料優(yōu)越的電化學(xué)性能應(yīng)該歸功于：一方面rGO納米片層間插入的NiMoO4納米線,可以有效阻止rGO納米片的層疊堆積,從而增加了反應(yīng)活性位點,提高了比容；另一方面高比表面和高導(dǎo)電性的rGO納米片構(gòu)造成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),有效降低了復(fù)合電極材料充放電過程中的電子轉(zhuǎn)移阻抗,改善了電極倍率性能。
【關(guān)鍵詞】：鉬酸鎳 復(fù)合 核殼式結(jié)構(gòu) 石墨烯 超級電容器
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM53;TB332
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第一章 緒論13-34
• 1.1 引言13-14
• 1.2 超級電容器的分類14-15
• 1.3 超級電容器的儲能機理15-18
• 1.3.1 雙電層電容儲能機理16-17
• 1.3.2 法拉第贗電容儲能機理17-18
• 1.4 超級電容器電極材料的研究現(xiàn)狀18-29
• 1.4.1 碳材料18-22
• 1.4.2 金屬氧化物材料22-29
• 1.5 氧化物基復(fù)合電極材料的xO究現(xiàn)狀29-33
• 1.5.1 金屬氧化物/石墨烯復(fù)合材料29-31
• 1.5.2 金屬氧化物復(fù)合納米結(jié)構(gòu)31-33
• 1.6 論文的選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容33-34
• 第二章 實驗設(shè)備及方法34-39
• 2.1 實驗試劑和儀器34-35
• 2.1.1 實驗試劑34
• 2.1.2 實驗儀器34-35
• 2.2 樣品表征35-36
• 2.2.1 X射線衍射(XRD)分析35
• 2.2.2 掃描電鏡(SEM)分析35
• 2.2.3 高分辨透射電鏡(HRTEM)分析35-36
• 2.2.4 X射線光電子能譜(XPS)分析36
• 2.2.5 拉曼光譜(Raman)分析36
• 2.2.6 比表面積分析(BET)和孔徑分布(BJH)36
• 2.3 超級電容器的測試36-37
• 2.4 電化學(xué)性能研究方法37-39
• 2.4.1 循環(huán)伏安法37
• 2.4.2 恒電流充放電測試37-38
• 2.4.3 電化學(xué)交流阻抗測試38
• 2.4.4 循環(huán)壽命測試38-39
• 第三章 碳布為基體生長復(fù)合Co_3O_4@NiMoO_4核殼結(jié)構(gòu)納米陣列及超電容特性39-54
• 3.1 引言39-40
• 3.2 實驗部分40-41
• 3.3 結(jié)果與討論41-53
• 3.3.1 電極材料表征41-48
• 3.3.2 電化學(xué)性能測試48-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章 NiMoO_4納米線/rGO納米復(fù)合材料的制備、表征及超電容特性54-69
• 4.1 引言54-55
• 4.2 實驗部分55
• 4.3 結(jié)果與討論55-67
• 4.3.1 電極材料表征55-63
• 4.3.2 電化學(xué)性能測試63-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 結(jié)論與展望69-71
• 參考文獻71-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文80-82
• 致謝82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李丹;劉玉榮;林保平;孫瑩;楊洪;張雪勤;;超級電容器用石墨烯/金屬氧化物復(fù)合材料[J];化學(xué)進展;2015年04期

  本文關(guān)鍵詞：鉬酸鎳復(fù)合電極材料的制備及其在超級電容器中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：370550