Co/CoO基納米復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容器性能研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-30 20:17
為了滿足便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車日益增長(zhǎng)的需求,探索新的電極材料構(gòu)建高性能贗電容器是一個(gè)重要的任務(wù)。通常,贗電容器電極材料主要包括氫氧化物((Ni(OH)2,Co(OH)2等)或過(guò)渡金屬氧化物(MnO2, RuO2, NiO, Co3O4,CoO,CuO等),以及導(dǎo)電聚合物(聚苯胺,聚噻吩,聚吡咯等),在電極表面的可逆氧化還原反應(yīng)使其得到高比電容。贗電容器的性能取決于電極的電化學(xué)活性和動(dòng)力學(xué),因此,增強(qiáng)的離子和電子在電極和電極/電解質(zhì)界面?zhèn)鬏數(shù)膭?dòng)力學(xué)尤為重要。在過(guò)渡金屬氧化物中,CoO具有優(yōu)異的化學(xué)和物理性質(zhì),是理想的電極材料,例如它具超高理論容量,環(huán)境友好性,易合成等特性。目前,在集流體上直接生長(zhǎng)一維(1D)CoO陣列結(jié)構(gòu)已被廣泛的研究。這種高孔隙率納米結(jié)構(gòu)以及垂直生長(zhǎng)的陣列,為離子和電子在電極中和在電極/電解質(zhì)界面中傳輸提供便利,并且潛在地提高了贗電容性能。然而在許多情況下,測(cè)試得到的電容值通常比理論值低得多,因此制備高比電容CoO基超級(jí)電容器仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。研究表明,金屬核-氧化物殼結(jié)構(gòu)的電極材料具有高循環(huán)穩(wěn)定性、高倍率性能、高能量密度和高功率密度等優(yōu)點(diǎn),但目前關(guān)于CoO...
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【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)電容器簡(jiǎn)介
1.2.1 超級(jí)電容器的種類和工作原理
1.2.2 超級(jí)電容器的特性
1.3 超級(jí)電容器電極材料
1.3.1 碳基電極材料
1.3.2 過(guò)渡金屬氧化物/氫氧化物電極材料
1.3.3 導(dǎo)電聚合物電極材料
1.4 本論文選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
第二章 Co/CoO的制備及其在超級(jí)電容器上的應(yīng)用
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
2.2.2 樣品合成
2.2.3 表征儀器及測(cè)試方法
2.3 樣品表征
2.3.1 前軀體的SEM和XRD分析
2.3.2 CoO的SEM和XRD分析
2.3.3 不同退火溫度的Co/CoO的SEM分析
2.3.4 Co/CoO的SEM和XRD分析
2.3.5 CoO和Co/CoO的XPS分析
2.3.6 CoO和Co/CoO的TEM分析
2.3.7 CoO和Co/CoO的STEM和HAADF-STEM-EDS分析
2.4 樣品的電化學(xué)性能
2.4.1 Co/CoO的前700次CV圖
2.4.2 不同退火溫度的Co/CoO的CV和GCD對(duì)比圖
2.4.3 CoO和Co/CoO的EIS對(duì)比圖
2.4.4 CoO和Co/CoO的CV和GCD對(duì)比圖
2.4.5 CoO和Co/CoO的倍率性能和循環(huán)性能對(duì)比圖
2.4.6 Co/CoO的第1、798、6000次循環(huán)的充放電曲線圖
2.5 Co/CoO//AC非對(duì)稱超級(jí)電容器
2.5.1 不同質(zhì)量AC負(fù)極的Co/CoO//AC的CV對(duì)比圖
2.5.2 Co/CoO//AC的CV、GCD曲線圖及循環(huán)性能
2.5.3 Co/CoO//AC點(diǎn)亮LED圖片
2.6 本章小結(jié)
第三章 Co/CoO/Graphene復(fù)合材料的制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
3.2.2 樣品合成
3.2.3 表征儀器及測(cè)試方法
3.3 樣品表征
3.3.1 不同電沉積次數(shù)的Co/CoO/Graphene的SEM對(duì)比圖
3.3.2 包覆Graphene前后SEM對(duì)比圖
3.3.3 包覆Graphene前后Raman分析
3.3.4 Co/CoO/Graphene的TEM,HRTEM和EDS分析
3.4 樣品的電化學(xué)性能
3.4.1 不同沉積次數(shù)的Co/CoO/Graphene的EIS對(duì)比圖
3.4.2 不同沉積次數(shù)的Co/CoO/Graphene的CV和GCD對(duì)比圖
3.4.3 Co/CoO/Graphene的CV和GCD對(duì)比圖
3.4.4 Co/CoO/Graphene的循環(huán)性能
3.5 Co/CoO/GRAPHENE//AC非對(duì)稱超級(jí)電容器
3.5.1 不同質(zhì)量AC負(fù)極的Co/CoO/Graphene//AC的CV和GCD對(duì)比圖
3.5.2 Co/CoO/Graphene//AC的CV、GCD曲線圖,循環(huán)性能和Regone曲線
3.6 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電極制備工藝對(duì)褐藻多孔碳雙電層電容性能的影響[J]. 許興欣,康丹苗,劉慶雷,張荻. 材料科學(xué)與工藝. 2016(01)
[2]膠體離子超級(jí)電容器[J]. 陳昆峰,薛冬峰. 電化學(xué). 2015(06)
[3]石墨烯/碳納米管復(fù)合材料的制備及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 趙冬梅,李振偉,劉領(lǐng)弟,張艷紅,任德財(cái),李堅(jiān). 化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]電化學(xué)超級(jí)電容器建模研究現(xiàn)狀與展望[J]. 趙洋,梁海泉,張逸成. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(03)
[5]新型化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化[J]. 李大勇,段煥強(qiáng). 高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2011(06)
[6]混合型超級(jí)電容器的研究進(jìn)展[J]. 劉海晶,夏永姚. 化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)
[7]超聲-浸漬法制備介孔MnO2及其性質(zhì)表征[J]. 孫哲,劉開(kāi)宇,徐小存,李傲生,劉維芳. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(12)
[8]非對(duì)稱混合電池/混合電容器[J]. 徐睿,唐子龍,李俊榮,張中太. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(01)
[9]一種超大容量雙電層電容器中小功率模型及其參數(shù)識(shí)別方法[J]. 李海東,齊智平,祁新春,許洪華,趙斌. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2008(03)
[10]超級(jí)電容器用導(dǎo)電聚苯胺電極材料的研究進(jìn)展[J]. 盧海,張治安,賴延清,李晶. 電池. 2007(04)
本文編號(hào):3733410
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【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)電容器簡(jiǎn)介
1.2.1 超級(jí)電容器的種類和工作原理
1.2.2 超級(jí)電容器的特性
1.3 超級(jí)電容器電極材料
1.3.1 碳基電極材料
1.3.2 過(guò)渡金屬氧化物/氫氧化物電極材料
1.3.3 導(dǎo)電聚合物電極材料
1.4 本論文選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
第二章 Co/CoO的制備及其在超級(jí)電容器上的應(yīng)用
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
2.2.2 樣品合成
2.2.3 表征儀器及測(cè)試方法
2.3 樣品表征
2.3.1 前軀體的SEM和XRD分析
2.3.2 CoO的SEM和XRD分析
2.3.3 不同退火溫度的Co/CoO的SEM分析
2.3.4 Co/CoO的SEM和XRD分析
2.3.5 CoO和Co/CoO的XPS分析
2.3.6 CoO和Co/CoO的TEM分析
2.3.7 CoO和Co/CoO的STEM和HAADF-STEM-EDS分析
2.4 樣品的電化學(xué)性能
2.4.1 Co/CoO的前700次CV圖
2.4.2 不同退火溫度的Co/CoO的CV和GCD對(duì)比圖
2.4.3 CoO和Co/CoO的EIS對(duì)比圖
2.4.4 CoO和Co/CoO的CV和GCD對(duì)比圖
2.4.5 CoO和Co/CoO的倍率性能和循環(huán)性能對(duì)比圖
2.4.6 Co/CoO的第1、798、6000次循環(huán)的充放電曲線圖
2.5 Co/CoO//AC非對(duì)稱超級(jí)電容器
2.5.1 不同質(zhì)量AC負(fù)極的Co/CoO//AC的CV對(duì)比圖
2.5.2 Co/CoO//AC的CV、GCD曲線圖及循環(huán)性能
2.5.3 Co/CoO//AC點(diǎn)亮LED圖片
2.6 本章小結(jié)
第三章 Co/CoO/Graphene復(fù)合材料的制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
3.2.2 樣品合成
3.2.3 表征儀器及測(cè)試方法
3.3 樣品表征
3.3.1 不同電沉積次數(shù)的Co/CoO/Graphene的SEM對(duì)比圖
3.3.2 包覆Graphene前后SEM對(duì)比圖
3.3.3 包覆Graphene前后Raman分析
3.3.4 Co/CoO/Graphene的TEM,HRTEM和EDS分析
3.4 樣品的電化學(xué)性能
3.4.1 不同沉積次數(shù)的Co/CoO/Graphene的EIS對(duì)比圖
3.4.2 不同沉積次數(shù)的Co/CoO/Graphene的CV和GCD對(duì)比圖
3.4.3 Co/CoO/Graphene的CV和GCD對(duì)比圖
3.4.4 Co/CoO/Graphene的循環(huán)性能
3.5 Co/CoO/GRAPHENE//AC非對(duì)稱超級(jí)電容器
3.5.1 不同質(zhì)量AC負(fù)極的Co/CoO/Graphene//AC的CV和GCD對(duì)比圖
3.5.2 Co/CoO/Graphene//AC的CV、GCD曲線圖,循環(huán)性能和Regone曲線
3.6 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電極制備工藝對(duì)褐藻多孔碳雙電層電容性能的影響[J]. 許興欣,康丹苗,劉慶雷,張荻. 材料科學(xué)與工藝. 2016(01)
[2]膠體離子超級(jí)電容器[J]. 陳昆峰,薛冬峰. 電化學(xué). 2015(06)
[3]石墨烯/碳納米管復(fù)合材料的制備及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 趙冬梅,李振偉,劉領(lǐng)弟,張艷紅,任德財(cái),李堅(jiān). 化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]電化學(xué)超級(jí)電容器建模研究現(xiàn)狀與展望[J]. 趙洋,梁海泉,張逸成. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(03)
[5]新型化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化[J]. 李大勇,段煥強(qiáng). 高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2011(06)
[6]混合型超級(jí)電容器的研究進(jìn)展[J]. 劉海晶,夏永姚. 化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)
[7]超聲-浸漬法制備介孔MnO2及其性質(zhì)表征[J]. 孫哲,劉開(kāi)宇,徐小存,李傲生,劉維芳. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(12)
[8]非對(duì)稱混合電池/混合電容器[J]. 徐睿,唐子龍,李俊榮,張中太. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(01)
[9]一種超大容量雙電層電容器中小功率模型及其參數(shù)識(shí)別方法[J]. 李海東,齊智平,祁新春,許洪華,趙斌. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2008(03)
[10]超級(jí)電容器用導(dǎo)電聚苯胺電極材料的研究進(jìn)展[J]. 盧海,張治安,賴延清,李晶. 電池. 2007(04)
本文編號(hào):3733410
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