發(fā)布時(shí)間：2023-03-27 20:16

　　隨著工業(yè)化程度的提高,人類社會的發(fā)展對化石燃料的依賴加劇,進(jìn)一步導(dǎo)致了環(huán)境惡化和能源危機(jī)。為緩解上述問題,人們提高了對綠色清潔能源的開發(fā)和利用,如風(fēng)能、太陽能等。而電化學(xué)電容器作為一種適用于變電流儲能的儲能設(shè)備,有利于進(jìn)一步提高能量轉(zhuǎn)化效率和電網(wǎng)儲能器件壽命。而開發(fā)一種具高能量密度和功率密度的電化學(xué)電容器核心在于電極材料的研究,過渡金屬硫化物已經(jīng)被廣泛地用作鋰硫電池和混合超級電容器的電極材料。其中,NiCo₂S₄(NCS)由于具有較窄的帶隙寬度和多元儲能位點(diǎn)成為一種熱門的電極材料。然而,NCS的儲能機(jī)制尚不明確,且它的合成方法主要有高溫固相法和陰離子交換法,但前者合成的NCS顆粒尺寸大,需要進(jìn)一步球磨,后者制備周期又較長。因此需開發(fā)一種既能縮短制備周期又能提高NCS的電化學(xué)性能的方法。此外,雖然NCS的帶隙較窄,但它仍屬于一種半導(dǎo)體材料,因此進(jìn)一步與導(dǎo)電材料復(fù)合有利于它電化學(xué)性能的進(jìn)一步提高。本論文主要通過一步水熱法成功制得NCS電極材料,研究了它的電化學(xué)性能,并詳細(xì)研究了它在堿性電解液中的儲能機(jī)理。進(jìn)一步采用一步水熱法將NCS和石墨烯復(fù)合,...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 混合超級電容器的電解液
    1.3 電極材料的分類
    1.4 硫化物電極材料
    1.5 NiCo₂S₄電極材料的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 硫空位的影響
        1.5.2 復(fù)合導(dǎo)電材料
        1.5.3 儲能機(jī)制
    1.6 本論文的選題依據(jù)和研究內(nèi)容
        1.6.1 選題依據(jù)
        1.6.2 研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法和表征手段
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 儀器設(shè)備
    2.2 材料合成和電極制備
        2.2.1 一步水熱法合成NiCo₂S4

        2.2.2 氧化石墨烯的合成
        2.2.3 NiCo₂S₄/還原氧化石墨烯復(fù)合電極材料的制備
        2.2.4 工作電極制備
    2.3 表征方法
        2.3.1 X射線衍射
        2.3.2 掃描電子顯微分析
        2.3.3 透射電子顯微分析
        2.3.4 X射線光電子能譜
        2.3.5 X射線吸收光譜分析
        2.3.6 電感耦合等離子體質(zhì)譜
        2.3.7 紅外光譜分析
        2.3.8 拉曼光譜分析
    2.4 電化學(xué)測試
        2.4.1 三電極測試
        2.4.2 循環(huán)伏安法
        2.4.3 恒流充放電法
        2.4.4 交流阻抗譜
        2.4.5 雙電極測試
第3章 一步水熱法合成NiCo₂S₄電極材料的電化學(xué)性能研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.1.1 三維花狀NiCo₂S₄電極材料的形貌與結(jié)構(gòu)表征
        3.1.2 NiCo₂S₄單電極的電化學(xué)性能分析
        3.1.3 混合超級電容器性能評估
    3.2 小結(jié)
第4章 含硫空位NiCo₂S₄電極材料在堿性電解液中的儲能機(jī)理研究
    4.1 表征與討論
        4.1.1 結(jié)構(gòu)、形貌和循環(huán)穩(wěn)定性分析
        4.1.2 電化學(xué)熱力學(xué)分析
        4.1.3 電化學(xué)阻抗譜分析
        4.1.4 X射線光電子能譜分析
        4.1.5 X射線吸收光譜分析
        4.1.6 紅外光譜分析
        4.1.7 Raman光譜分析
        4.1.8 電感耦合等離子體質(zhì)譜分析
        4.1.9 透射電鏡分析
    4.2 電化學(xué)動力學(xué)分析
    4.3 電極儲能機(jī)理分析
    4.4 小結(jié)
第5章 一步水熱法合成NiCo₂S₄/rGO復(fù)合電極材料的電化學(xué)性能研究
    5.1 結(jié)果與討論
        5.1.1 復(fù)合電極材料的結(jié)構(gòu)分析
        5.1.2 NiCo₂S₄/rGO形貌分析
        5.1.3 單電極電化學(xué)性能分析
        5.1.4 混合超級電容器性能評估
    5.2 小結(jié)
第6章 校外實(shí)踐工作
    6.1 校外實(shí)踐內(nèi)容
    6.2 材料合成
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 晶體結(jié)構(gòu)分析
        6.3.2 形貌分析
        6.3.3 電化學(xué)性能分析
    6.4 總結(jié)與展望
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果



本文編號：3772783

suoshi