超級電容器作為一種具有高功率密度、可快速充放電、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性的儲能器件得到了廣泛的關(guān)注。不同的電極材料以及結(jié)構(gòu)形貌展現(xiàn)出不同的電化學性能。二元過渡金屬化合物因其高的導電率、豐富的氧化還原反應以及高的理論容量,是理想的超級電容器電極材料。本文主要探究不同形貌的二元過渡金屬化合物對電化學性能的影響,具體來說包括以下內(nèi)容:(1)采用連續(xù)兩步水熱的方法設計合成了由納米晶顆粒定向堆積組成納米草狀的CuCo₂S₄納米陣列,這種結(jié)構(gòu)表面粗糙,不僅有利于電解液的浸潤與擴散,而且能夠增大電極材料與電解液的接觸面積。在三電極測試體系中,通過循環(huán)伏安、電化學交流阻抗和充放電曲線對其進行電化學性能測試,表現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學性能:在2 A g^-1下比容量值為1852 F g^-1,在大電流密度10 A g^-1下充放電循環(huán)4000圈,其容量值保持在96%以上,表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。通過KOH/PVA凝膠電解質(zhì),組裝成全固態(tài)超級電容器,表現(xiàn)出較高的能量密度和功率密度,在功率密度為3200 W/...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器結(jié)構(gòu)
        1.2.2 超級電容器的儲能機制以及基本分類
    1.3 電極材料分類
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 過渡金屬氧化物/氫氧化物
        1.3.3 過渡金屬硫化物
        1.3.4 導電聚合物
    1.4 二元過渡金屬化合物及其復合材料在超級電容器中的應用
        1.4.1 過渡金屬化合物及其復合材料的制備方法
        1.4.2 二元過渡金屬氧化物納米材料的研究進展
        1.4.3 二元過渡金屬硫化物納米材料的研究進展
    1.5 本論文的研究目的和研究內(nèi)容
        1.5.1 本論文的研究目的
        1.5.2 本論文的研究內(nèi)容
第二章 實驗方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗儀器
    2.3 實驗部分
        2.3.1 CuCo₂S₄納米草陣列的制備
        2.3.2 雪松葉狀CuCo₂O₄納米陣列的制備
        2.3.3 玉米狀CuCo₂O₄納米陣列的制備
    2.4 電極材料的結(jié)構(gòu)表征
        2.4.1 x-射線衍射(XRD)
        2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.4.4 全自動比表面積和孔徑測試儀(BET)
    2.5 電極材料的電化學性能測試
        2.5.1 循環(huán)伏安測試
        2.5.2 恒電流充放電測試
        2.5.3 交流阻抗測試
第三章 CuCo₂S₄納米草陣列的制備及其電化學性能的研究
    3.1 前言
    3.2 結(jié)構(gòu)表征
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 樣品的掃描電鏡分析
        3.2.3 樣品的透射電鏡分析
    3.3 電化學性能測試
        3.3.1 三電極體系
        3.3.2 兩電極體系
    3.4 本章小結(jié)
第四章 雪松葉狀CuCo₂O₄納米陣列的制備及其電化學性能的研究
    4.1 前言
    4.2 結(jié)構(gòu)表征
        4.2.1 XRD分析
        4.2.2 EDS分析
        4.2.3 材料的掃描電鏡分析
        4.2.4 材料的透射電鏡分析
        4.2.5 材料的BET測試分析
    4.3 電化學性能測試
        4.3.1 三電極體系
        4.3.2 兩電極體系
    4.4 本章小結(jié)
第五章 玉米狀CuCo₂O₄納米陣列的制備及其電化學性能的研究
    5.1 前言
    5.2 結(jié)構(gòu)表征
        5.2.1 XRD分析
        5.2.2 SEM-EDS elemental mapping分析
        5.2.3 材料的掃描電鏡分析
        5.2.4 材料的透射電鏡分析
    5.3 電化學性能測試
        5.3.1 三電極體系
        5.3.2 兩電極體系
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間科研成果與個人經(jīng)歷
致謝



本文編號：3767725