作為新型儲能器件,超級電容器具有功率密度高、循環(huán)壽命長、充放電時間短等特點(diǎn),在便攜電子設(shè)備及新能源汽車等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛能。超級電容器由正/負(fù)極、隔膜和電解液組成,電極材料是影響其性能的關(guān)鍵因素。具有高比表面積或多孔結(jié)構(gòu)的電極材料通過提高電荷有效存儲面積和減小離子遷移距離的方式促進(jìn)電化學(xué)儲能反應(yīng)發(fā)生。然而,多孔、高比表面積電極材料制備過程復(fù)雜,從而限制了它們的規(guī)模化應(yīng)用。針對此類問題,開發(fā)廉價高效的制備技術(shù)是本文的主要研究方向。高吸水樹脂作為一種廉價高分子材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征,有望通過碳化的方法高效制備多孔碳材料。溶液燃燒法則利用氧化劑(通常是硝酸鹽)和燃料之間的快速放熱反應(yīng)制備多孔金屬氧化物及其納米復(fù)合材料,生產(chǎn)效率高且成本低。本文聚焦上述兩方面內(nèi)容,制備了多孔碳及氧化鎳/碳復(fù)合材料,并研究和優(yōu)化了其電化學(xué)特性,主要內(nèi)容如下:(1)以高吸水樹脂為前驅(qū)物,通過對碳化溫度控制制備出不同形貌的無定型多孔碳。結(jié)果表明:經(jīng)過700°C碳化的樣品在1M KOH溶液中,電流密度1A/g時,比電容為135 F/g,當(dāng)電流密度增大到10 A/g時,其比電容為105 F/g;比電容保持率為76%。在...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器的分類及工作原理
        1.2.1 雙電層電容器
        1.2.2 法拉第贗電容器
        1.2.3 混合電容器
    1.3 超級電容器的組成
        1.3.1 超級電容器電極
        1.3.2 超級電容器的電解液
        1.3.3 隔膜
    1.4 超級電容器電極材料的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.1 碳材料
        1.4.2 過渡金屬氧化物及水合物
        1.4.3 導(dǎo)電聚合物
    1.5 超級電容器的應(yīng)用前景及電極材料研究存在的問題
    1.6 研究的立題依據(jù)與主要研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備與表征方法介紹
    2.1 樣品制備所用的主要儀器
    2.2 樣品表征方法
        2.2.1 物相分析
        2.2.2 形貌分析
        2.2.3 熱重分析
        2.2.4 比表面積及孔徑分析
    2.3 樣品電極的電化學(xué)性能測試
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 電化學(xué)性能測試
第三章 一步法制備多孔碳及其電化學(xué)性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 材料的制備及性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 碳化溫度的影響
        3.3.2 樣品性能的優(yōu)化
    3.4 小結(jié)
第四章 氧化鎳/碳材料的合成及其電化學(xué)性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 原料與設(shè)備
        4.2.2 材料制備及表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 硝酸鎳/檸檬酸比例的影響
        4.3.2 樣品性能的優(yōu)化
    4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：4001732