發(fā)布時(shí)間：2017-09-22 08:37

  本文關(guān)鍵詞：幾種新型電極材料的制備及電化學(xué)儲(chǔ)能

  更多相關(guān)文章： 電極材料 導(dǎo)電聚合物 石墨烯 電化學(xué) 儲(chǔ)能器件

【摘要】：電化學(xué)儲(chǔ)能器件正越來(lái)越受到人們的重視,而電極材料是影響電化學(xué)儲(chǔ)能器件容量、功率密度和能量密度等性能的最重要因素。本論文采用不同的原料和制備方法,將導(dǎo)電聚合物和石墨烯成功的運(yùn)用至電極材料的制備與改性中,獲得了幾種新型的復(fù)合電極材料,并研究了它們?cè)陔娀瘜W(xué)儲(chǔ)能器件領(lǐng)域的性能,具體內(nèi)容如下：(1)采用了簡(jiǎn)單的原位聚合法和吸附還原法,制備了硅／聚苯胺／石墨烯三元復(fù)合材料。利用聚苯胺構(gòu)建包覆層,充分緩解硅的體積膨脹效應(yīng),同時(shí)在材料中加入石墨烯,進(jìn)一步降低材料內(nèi)阻,提升硅在鋰離子電池中的性能。該三元復(fù)合材料在0.2Ag-11的電流密度下循環(huán)充放電50次容量值仍有795.3 mAh g-1,證明了聚苯胺與石墨烯增強(qiáng)了硅材料的電化學(xué)性能。(2)利用石墨烯、聚吡咯與傳統(tǒng)的電池材料錳酸鋰構(gòu)成復(fù)合材料,并探討了該三元復(fù)合材料在硫酸鋰中的電化學(xué)性能。材料的比電容在0.5 Ag-1時(shí)可以達(dá)到208 Fg-1,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)錳酸鋰與其他幾種二元復(fù)合材料在硫酸鋰中的比電容,開(kāi)發(fā)了傳統(tǒng)鋰離子電池材料在超級(jí)電容器領(lǐng)域的應(yīng)用。(3)以水熱法和原位聚合法制備了氮摻雜石墨烯/鐵酸鎳/聚苯胺三元復(fù)合材料(NGNP)和氮摻雜石墨烯材料(NGE),并以NGNP作為負(fù)極,NGE作為正極,組裝了鋰離子混合電容器。該混合電容器在功率密度為670 W kg-1時(shí),能量密度可達(dá)到53.9Wh kg-1;當(dāng)功率密度增加至6350 W kg-1時(shí),能量密度可以達(dá)到29.3 Wh kg-1。該混合電容器兼具了高能量密度和高功率密度,在未來(lái)儲(chǔ)能領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：電極材料 導(dǎo)電聚合物 石墨烯 電化學(xué) 儲(chǔ)能器件
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33;TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1. 緒論9-22
• 1.1 引言9
• 1.2 鋰離子電池9-13
• 1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展歷程9-10
• 1.2.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)10-11
• 1.2.3 鋰離子電池工作原理11
• 1.2.4 硅負(fù)極材料11-13
• 1.3 超級(jí)電容器13-17
• 1.3.1 超級(jí)電容器的分類14-15
• 1.3.2 超級(jí)電容器的電極材料15-17
• 1.4 鋰離子混合超級(jí)電容器17-20
• 1.4.1 鋰離子混合電容器的工作原理17-19
• 1.4.2 鋰離子混合電容器的研究進(jìn)展19-20
• 1.5 本論文的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)20-22
• 1.5.1 本論文的研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.5.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)21-22
• 2. 硅/聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究22-39
• 2.1 前言22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑23
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器23
• 2.2.3 材料制備23-25
• 2.2.4 材料的表征與測(cè)試25
• 2.3 結(jié)果與討論25-37
• 2.3.1 Si的刻蝕25-26
• 2.3.2 Si/PANI復(fù)合材料26-31
• 2.3.3 Si/G復(fù)合材料31-33
• 2.3.4 Si/PANI/G復(fù)合材料33-37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 3. 錳酸鋰/石墨烯/聚吡咯復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究39-54
• 3.1 前言39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-41
• 3.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑39-40
• 3.2.2 主要儀器40
• 3.2.3 材料的制備40-41
• 3.2.4 電極的制備41
• 3.2.5 材料的表征與測(cè)試41
• 3.3 結(jié)果與討論41-52
• 3.3.1 錳酸鋰材料的性能41-43
• 3.3.2 錳酸鋰/石墨烯復(fù)合材料的性能43-45
• 3.3.3 錳酸鋰/聚苯胺和錳酸鋰/聚吡咯的性能45-47
• 3.3.4 錳酸鋰/石墨烯/聚苯胺與錳酸鋰/石墨烯/聚吡咯復(fù)合材料的性能47-50
• 3.3.5 不對(duì)稱電容器50-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 4. N-GE/NiFe_2O_4/PANI復(fù)合材料在鋰離子混合電容器中的應(yīng)用54-69
• 4.1 前言54-55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分55-57
• 4.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑55
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器55-56
• 4.2.3 材料制備56-57
• 4.2.4 材料的表征與測(cè)試57
• 4.3 結(jié)果與討論57-67
• 4.3.1 負(fù)極材料57-62
• 4.3.2 正極材料62-65
• 4.3.3 鋰離子混合電容器的性能65-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 5 全文總結(jié)及展望69-71
• 5.1 全文總結(jié)69
• 5.2 展望69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-80
• 附錄80

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本文編號(hào)：899834