超級(jí)電容器也稱(chēng)為電化學(xué)電容器,因其具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充電時(shí)間短、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是理想的儲(chǔ)能器件。在各種超級(jí)電容器電極材料中,由于過(guò)渡金屬氧化物的金屬離子具有不同的氧化態(tài),使其能夠促進(jìn)氧化還原轉(zhuǎn)變,在水分解電壓范圍內(nèi)具有更高的電荷儲(chǔ)存能力。MnO₂和Co₃O₄都擁有高的理論比容量,在自然界中的豐度大,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,被認(rèn)為是超級(jí)電容器的理想材料。然而,由于它們的導(dǎo)電性和機(jī)械性能較差,使得這兩種氧化物的實(shí)際電容表現(xiàn)遠(yuǎn)低于其理論比容量。在本論文中,我們充分地利用了納米多孔金屬優(yōu)異的導(dǎo)電性,通過(guò)在納米多孔金屬表面生長(zhǎng)MnO₂和Co₃O₄以形成復(fù)合物的方式來(lái)提高這兩種電極材料的電導(dǎo)率。本文的主要內(nèi)容:1、利用簡(jiǎn)單的去合金化方法制備納米多孔金屬(Ni、Cu和Ag),通過(guò)KMnO₄與納米多孔金屬之間的氧化還原反應(yīng)制備了新型的M@MnO₂復(fù)合電極材料。由于納米多孔金屬電導(dǎo)率高且具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因此制備的復(fù)...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 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
        1.1.1 超級(jí)電容器概述
        1.1.2 超級(jí)電容器的儲(chǔ)能機(jī)理
        1.1.3 超級(jí)電容器電極材料
    1.2 MnO₂電極材料的研究現(xiàn)狀
    1.3 Co₃O₄電極材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 去合金化
    1.5 本課題的選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與研究方法
    2.1 藥品試劑
    2.2 樣品制備
        2.2.1 Ni₅Al₉₅、Cu₅Al₉₅和Ag₅Al₉₅合金條帶的制備
        2.2.2 Ni@MnO₂、Cu@MnO₂和Ag@MnO₂復(fù)合電極材料的制備
        2.2.3 新型二級(jí)多孔集流體的制備
        2.2.4 以二級(jí)多孔泡沫鎳為集流體電化學(xué)沉積MnO2

        2.2.5 Ni_xCo_yAl_z合金條帶及Ni-Co₃O₄的制備
    2.3 材料表征與分析
        2.3.1 X射線(xiàn)粉末衍射(XRD)
        2.3.2 X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)
        2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.4 X射線(xiàn)能譜分析(EDS&Mapping)
        2.3.5 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)
        2.3.6 透射電子顯微鏡(TEM)
    2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 工作電極極片的制備與三電極測(cè)試系統(tǒng)的組裝
        2.4.2 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
        2.4.3 不同電流密度下充放電測(cè)試(GCD)
        2.4.4 充放電循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試
        2.4.5 交流阻抗測(cè)試(EIS)
第三章 多孔金屬M(fèi)@MnO₂(M=Ni、Cu及Ag)的制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 M@MnO₂復(fù)合電極材料的形貌表征
        3.2.2 M@MnO₂復(fù)合電極材料的物相與結(jié)構(gòu)表征
        3.2.3 M@MnO₂復(fù)合電極材料的電化學(xué)性能測(cè)試
    3.3 本章小結(jié)
第四章 二級(jí)多孔復(fù)合電極的制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 二級(jí)多孔復(fù)合電極(PNF@MnO₂)的形貌表征
        4.2.2 二級(jí)多孔復(fù)合電極(PNF@MnO₂)的物相及結(jié)構(gòu)表征
        4.2.3 二級(jí)多孔復(fù)合電極(PNF@MnO₂)的電化學(xué)性能表征
    4.3 本章小結(jié)
第五章 Ni-Co₃O₄復(fù)合電極材料的可控合成及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 Ni-Co₃O₄復(fù)合電極材料的形貌表征
        5.2.2 Ni-Co₃O₄復(fù)合電極材料的組成及結(jié)構(gòu)表征
        5.2.3 Ni-Co₃O₄復(fù)合電極材料的電化學(xué)性能測(cè)試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄



本文編號(hào)：3999259

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