本文關(guān)鍵詞：不同形貌β-NiS作為超級(jí)電容器電極材料的制備及其電化學(xué)性能的研究

  更多相關(guān)文章： 超級(jí)電容器 β-NiS 微米球 電化學(xué)性能 比電容

【摘要】：近幾十年來,超級(jí)電容器由于其能夠提供比電池更高的功率密度,以及提供比傳統(tǒng)的介質(zhì)電容器更高的能量密度而被廣泛關(guān)注。超級(jí)電容器因此也有望成為下一代能量儲(chǔ)存裝置。過渡金屬硫化物,如Ni S、Cu S、Mo S2、Co S2等作為一種新型的能量儲(chǔ)存材料得到了廣泛的研究并取得了優(yōu)異的電化學(xué)性能。同時(shí),作為過渡金屬硫化物的一種,Ni S由于高電子導(dǎo)電性、低成本、易合成和低毒性等優(yōu)點(diǎn)作為超級(jí)電容器的電極材料被廣泛研究。本論文通過不同的方法分別合成了具有不同空間結(jié)構(gòu)的β-Ni S微米球,并將其作為超級(jí)電容器的電極材料,運(yùn)用XRD、SEM、CV、GCD、EIS等物理和電化學(xué)測試方法研究了我們制備出的β-Ni S微米球的物理特征和電化學(xué)性能。期望從不同的角度理解電極材料的微結(jié)構(gòu)與超級(jí)電容器的電化學(xué)行為之間的關(guān)系。主要研究內(nèi)容如下:本論文中,首先通過無模板的一步溶劑熱合成方法,成功合成了花狀結(jié)構(gòu)的β-Ni S微米球,且這種微米球結(jié)構(gòu)又是由很多納米片組成。同時(shí),本實(shí)驗(yàn)中通過調(diào)整反應(yīng)物濃度、反應(yīng)時(shí)間和溶劑的濃度來分別探究這種新結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理和合成條件。通過對(duì)這種花狀結(jié)構(gòu)的β-Ni S微米球進(jìn)行電化學(xué)測試,得到了較高的比電容和較穩(wěn)定的循環(huán)性能。這也就表明這種β-Ni S花狀微米球結(jié)構(gòu)作為超級(jí)電容器的電極材料有一定的應(yīng)用前景。在本論文的第三章中,我們通過兩步水熱法合成了多孔β-Ni S微米球,前驅(qū)體通過XRD和SEM進(jìn)行表征。我們研究了溫度對(duì)生成這種多孔微米球結(jié)構(gòu)的影響,并分析了這種結(jié)構(gòu)與電容性能之間的關(guān)系。循環(huán)伏安法、恒流充放電法和電化學(xué)交流阻抗法用來研究樣品的微米結(jié)構(gòu)和形貌對(duì)其電化學(xué)性能的影響。多孔β-Ni S微米球(160℃)電極材料在電流密度為2 A g-1時(shí),比電容為1051.7 F g-1。我們所制備的多孔β-Ni S微米球(160℃)作為超級(jí)電容器的電極材料展現(xiàn)出了杰出的電化學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】：超級(jí)電容器 β-NiS 微米球 電化學(xué)性能 比電容
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM53
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 引言11-12
• 1.2 超級(jí)電容器簡介12-21
• 1.2.1 超級(jí)電容器的發(fā)展歷史13-14
• 1.2.2 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)14-15
• 1.2.3 超級(jí)電容器的分類15
• 1.2.4 超級(jí)電容器的儲(chǔ)能機(jī)理15-18
• 1.2.4.1 雙電層電容器的儲(chǔ)能機(jī)理16-17
• 1.2.4.2 贗電容器的儲(chǔ)能機(jī)理17-18
• 1.2.5 超級(jí)電容器的特點(diǎn)18-20
• 1.2.6 超級(jí)電容器的應(yīng)用20-21
• 1.3 NiS簡介21-22
• 1.3.1 NiS的結(jié)構(gòu)21-22
• 1.3.2 NiS作為電化學(xué)電容器電極材料的儲(chǔ)能機(jī)理22
• 1.4 課題研究的背景和意義22-23
• 1.5 本論文研究內(nèi)容23-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)測試方法及原理24-34
• 2.1 樣品的表征24
• 2.1.1 X射線粉末衍射儀(XRD)24
• 2.1.2 掃描電子顯微鏡（SEM）24
• 2.1.3 比表面積分析儀（BET）24
• 2.2 超級(jí)電容器的電化學(xué)性能測試方法24-33
• 2.2.1 循環(huán)伏安法（CV）25-28
• 2.2.2 恒流充放電法（GCD）28-30
• 2.2.3 交流阻抗法（EIS）30-33
• 2.3 本章總結(jié)33-34
• 第三章 溶劑熱法制備花狀結(jié)構(gòu) β-NiS及其電化學(xué)性能的研究34-50
• 3.1 引言34-35
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分35-36
• 3.2.1 本實(shí)驗(yàn)所用藥品及試劑列表35
• 3.2.2 本實(shí)驗(yàn)材料合成時(shí)所用的主要儀器設(shè)備35-36
• 3.2.3 水熱法制備 β-NiS36
• 3.3 β-NiS電極材料的結(jié)果與分析36-38
• 3.3.1 β-NiS的SEM分析36-37
• 3.3.2 β-NiS的XRD分析37-38
• 3.4 β-NiS的電化學(xué)性能分析38-41
• 3.4.1 循環(huán)伏安曲線38-39
• 3.4.2 恒流充放電曲線39-40
• 3.4.3 交流阻抗譜40-41
• 3.5 溶劑熱法制備花狀結(jié)構(gòu)的 β-NiS41-49
• 3.5.1 溶劑熱制備 β-NiS合成方法41
• 3.5.2 花狀結(jié)構(gòu) β-NiS的表征41-43
• 3.5.3 花狀結(jié)構(gòu) β-NiS的電化學(xué)性能測試43-45
• 3.5.4 時(shí)間變量對(duì)制備花狀結(jié)構(gòu) β-NiS的影響45-47
• 3.5.5 溶劑變量對(duì)制備花狀結(jié)構(gòu) β-NiS的影響47-49
• 3.6 本章總結(jié)49-50
• 第四章 兩步水熱法合成多孔 β-NiS微米球50-62
• 4.1 引言50-51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分51-53
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)所用藥品、試劑及儀器列表51-52
• 4.2.2 材料的制備52-53
• 4.2.2.1 Ni-T前驅(qū)體的制備52
• 4.2.2.2 多孔 β-NiS微米球的合成52-53
• 4.2.3 表征方法以電化學(xué)測試方法53
• 4.3 結(jié)果與討論53-61
• 4.3.1 Ni-T前驅(qū)體的SEM和XRD表征53-54
• 4.3.2 Ni-S-T微米球的SEM和XRD表征54-57
• 4.3.3 Ni-S-160 ℃材料的比表面積和孔徑分布57-58
• 4.3.4 Ni-S-160 ℃材料的電化學(xué)測試58-61
• 4.4 本章總結(jié)61-62
• 第五章 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-76
• 致謝76

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本文編號(hào)：1033984