本文關(guān)鍵詞：非對(duì)稱超級(jí)電容器的制備及其性能研究

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【摘要】：非對(duì)稱超級(jí)電容器是一種新型的能量存儲(chǔ)器件,因其具有較高的能量密度和功率密度而被認(rèn)為是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的最佳候選者,而其電化學(xué)性能主要是由正負(fù)電極材料所決定。本論文介紹了超級(jí)電容器與電極材料的研究現(xiàn)狀,針對(duì)以柔性導(dǎo)電碳布為基底的非對(duì)稱超級(jí)電容器納米電極材料展開了深入的研究,主要的研究?jī)?nèi)容如下:以硝酸鈷為鈷源在柔性導(dǎo)電碳布上制備Co_3O_4納米材料,并利用硫代乙酰胺溶液對(duì)其表面進(jìn)行摻硫處理,當(dāng)作為負(fù)電極使用時(shí),在10m V/s掃速下Co_3O_4的比面積電容達(dá)到0.55F/cm~2,是硫化之前的Co_3O_4比電容的11倍之多。而且,在10000次伏安循環(huán)之后電容的維持率仍保持著超過92%,證明了它作為負(fù)電極材料具有優(yōu)良的電容穩(wěn)定性。通過陽極電沉積法制備MnO_2納米電極材料,探究不同的電沉積時(shí)間對(duì)材料的電化學(xué)性能影響,并選擇與負(fù)電極材料S-Co_3O_4納米材料相匹配的MnO_2正電極材料,組裝成柔性固態(tài)非對(duì)稱超級(jí)電容器。該電容器最大能量密度和最大功率密度分別達(dá)到了0.86 m Wh/cm3和0.79W/cm3,并擁有優(yōu)良的彎曲電化學(xué)性能以及循環(huán)壽命(在9000次循環(huán)后電容維持率達(dá)89.9%)。采用簡(jiǎn)單的兩步水熱法在柔性碳纖維布上合成Co S納米材料,通過掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)等設(shè)備對(duì)材料進(jìn)行形貌及成分表征,通過三電極體系進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。在2mA/cm~2的電流密度下,Co S納米電極材料的面積電容達(dá)到1.98F/cm~2,壓降(IRdrop)只有-0.018V,并且在10000次伏安循環(huán)充放電之后電容保持率達(dá)到85.7%,表明了該材料具有較大的電容量、良好的氧化還原可逆性以及電化學(xué)穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：超級(jí)電容器 四氧化三鈷 柔性 硫化鈷
【學(xué)位授予單位】：五邑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM53;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 引言9-10
• 1.2 超級(jí)電容器的簡(jiǎn)介10-11
• 1.3 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)11-13
• 1.3.1 電極材料12
• 1.3.2 電解液12-13
• 1.3.3 隔膜13
• 1.4 雙電層電容器13-16
• 1.5 法拉第贗電容器16-18
• 1.5.1 法拉第贗電容器工作原理16
• 1.5.2 法拉第贗電容器的電極材料16-18
• 1.6 非對(duì)稱超級(jí)電容器18-19
• 1.7 本論文選題依據(jù)及內(nèi)容19-21
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法和原理21-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器22
• 2.3 材料的表征方法22-24
• 2.3.1 材料形貌組分表征22-23
• 2.3.2 材料電化學(xué)性能測(cè)試23-24
• 2.4 計(jì)算方法24-27
• 2.4.1 循環(huán)伏安法計(jì)算24-25
• 2.4.2 恒流充放電法計(jì)算25-27
• 第三章 Co_3O_4的摻硫處理及其性能測(cè)試27-39
• 3.1 引言27-28
• 3.2 S-Co_3O_4納米材料的合成28-29
• 3.2.1 Co_3O_4納米材料的制備28
• 3.2.2 S-Co_3O_4納米材料的制備28-29
• 3.3 Co_3O_4納米材料的表征29-33
• 3.4 Co_3O_4納米材料的電化學(xué)測(cè)試33-37
• 3.5 小結(jié)37-39
• 第四章 MnO_2電極材料的合成及非對(duì)稱超級(jí)電容器的制備39-49
• 4.1 引言39-40
• 4.2 MnO_2電極材料的制備及表征40-43
• 4.2.1 MnO_2電極材料的制備40
• 4.2.2 MnO_2電極材料的形貌表征40-41
• 4.2.3 MnO_2電極材料的電化學(xué)性能研究41-43
• 4.3 以S-Co_3O_4為負(fù)極、MnO_2為正極的電容器制備及性能研究43-47
• 4.3.1 非對(duì)稱超級(jí)電容器的制備43-44
• 4.3.2 非對(duì)稱超級(jí)電容器的電化學(xué)性能研究44-47
• 4.4 小結(jié)47-49
• 第五章 CoS納米材料的制備及電化學(xué)性能研究49-57
• 5.1 引言49-50
• 5.2 CoS納米材料的制備50-51
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑50
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法50-51
• 5.3 CoS納米材料的表征及分析51-53
• 5.4 硫化鈷納米材料的電化學(xué)性能測(cè)試及研究53-56
• 5.5 小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文69-71
• 致謝71

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本文編號(hào)：897023