日益加劇的環(huán)境問題和能源危機(jī)加速了人們對新型能源和高效轉(zhuǎn)換儲存裝置的廣泛研究。超級電容器因其功率密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長、對環(huán)境友好等優(yōu)點而成為便攜電子設(shè)備和新能源等領(lǐng)域最具前景的新型綠色儲能器件。然而受制于電極材料本身,超級電容器的能量密度相對較低。本論文以電極材料結(jié)構(gòu)和形貌的可控生長為研究點,選用高比電容的過渡金屬氧化物為研究對象,得到了三維集流體上直接生長的納米陣列電極。目的在于研制出高比電容的正負(fù)電極材料,并通過合理的匹配,進(jìn)一步構(gòu)造出高功率密度且綜合性能優(yōu)異的儲能器件。主要內(nèi)容如下:(1)通過簡單的水熱法結(jié)合后續(xù)的退火處理在泡沫鎳基底上制備出具有獨特層次結(jié)構(gòu)和良好孔隙率的CuCo₂O₄納米針陣列材料。通過改變反應(yīng)物濃度調(diào)控制得的CuCo₂O₄納米針陣列材料,具有電化學(xué)活性表面積大、導(dǎo)電性好、離子傳輸速率快等一系列優(yōu)點。經(jīng)測試,在1 mV s^-1時可達(dá)到2.62 F cm^-2(1747 F g^-1)的比容量且展現(xiàn)出了超...

【文章頁數(shù)】：73 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 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器的結(jié)構(gòu)與特點
        1.2.2 超級電容器的發(fā)展與應(yīng)用
        1.2.3 超級電容器的分類及工作原理
    1.3 超級電容器電極材料
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 導(dǎo)電聚合物
        1.3.3 金屬氧化物
    1.4 鈷、鐵基電極材料的研究進(jìn)展
        1.4.1 鈷基二元材料
        1.4.2 鐵基電極材料
    1.5 本論文的選題依據(jù)與研究內(nèi)容
第2章 CuCo₂O₄納米針陣列材料的制備及電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗
        2.2.1 實驗試劑與儀器
        2.2.2 實驗方法
        2.2.3 表征方法
        2.2.4 電化學(xué)測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 材料的結(jié)構(gòu)及成分
        2.3.2 電化學(xué)性能表征與分析
        2.3.3 非對稱超級電容器的電化學(xué)性能
    2.4 本章小結(jié)
第3章 Fe₂O₃-C納米棒陣列材料的制備和超電容性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗
        3.2.1 實驗試劑與儀器
        3.2.2 實驗方法
        3.2.3 材料表征
        3.2.4 電化學(xué)測試
    3.3 Fe₂O₃和Fe₂O₃-C納米棒陣列的結(jié)構(gòu)及成分分析
    3.4 Fe₂O₃電極的電化學(xué)性能研究
    3.5 Fe₂O₃-C納米棒陣列復(fù)合電極的電化學(xué)性能研究
    3.6 非對稱超級電容器的電化學(xué)性能
    3.7 本章小結(jié)
第4章 Co摻雜Fe₂O₃納米棒陣列材料的制備和電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗
        4.2.1 實驗試劑與儀器
        4.2.2 材料制備
        4.2.3 表征
        4.2.4 電化學(xué)性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 SEM分析
        4.3.2 XRD表征
        4.3.3 XPS分析
        4.3.4 電化學(xué)性能研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
附件



本文編號：3977529