本文關(guān)鍵詞：鋅基氧化物納米纖維的制備及其電化學(xué)性能研究　出處：《哈爾濱師范大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 鋅基氧化物 核殼結(jié)構(gòu) 能量密度 超級電容器

【摘要】：超級電容器具有快速充/放電、功率密度大、循環(huán)壽命長等優(yōu)點,已經(jīng)成為新時代最具潛力的儲能器件之一,有效地解決了能源短缺等問題。眾所周知,超級電容器的電極材料是影響其應(yīng)用性能的關(guān)鍵因素,因此,制備具有高性能的電極材料成為當(dāng)今研究工作的重中之重。本論文主要以鋅基氧化物為主要材料,設(shè)計、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的高性能電極材料。對所制備的電極材料的微觀形貌結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進行系統(tǒng)探究,說明其電化學(xué)儲能機制及協(xié)同作用的原理。同時,將制備的電極組裝為非對稱電容器,證明合成的材料具有一定的實際應(yīng)用價值。本論文為日后超級電容器的研究提供較為有效的實驗數(shù)據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:(1)采用靜電紡絲法和水熱法相結(jié)合,制備具有核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的ZnO@Ni(OH)_2電極材料。該電極材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,如較高的比容量(在2 mV·s-1掃速下其比容量可達2218 F·g-1),即使在較高掃速下,仍表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能。此外,以ZnO@Ni(OH)_2為正極、多孔碳纖維(PCF)為負(fù)極將其組裝成非對稱電容器。當(dāng)功率密度為129.7 W·kg-1時,能量密度可達57.6 Wh·kg-1。因此,ZnO@Ni(OH)_2電極材料具有較大的潛力作為高性能的能量存儲裝置。(2)通過沉淀法直接將NiS_2納米粒子生長在ZnO納米纖維表面,得到的ZnO@NiS_2核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有較高的比容量,在2 mV·s-1掃速下其比電容為2170F·g-1,在200 mV·s-1掃速下循環(huán)5000圈后,容量保持率為83%。以ZnO@NiS_2為正極、PCF為負(fù)極,組裝成全固態(tài)非對稱電容器,在功率密度為223.8 W·kg-1時,其能量密度為49.7 Wh·kg-1,證明其具有潛在的應(yīng)用價值。(3)采用簡單水熱方法將ZnCo_2O_4納米針直接生長在多孔碳纖維上(PCF),得到具有核殼結(jié)構(gòu)的PCF@ZnCo_2O_4復(fù)合材料。這種獨特的結(jié)構(gòu)充分利用了PCF優(yōu)良的導(dǎo)電性以及ZnCo_2O_4高比電容的特性,得到柔性、無粘合劑及導(dǎo)電材料的超級電容器電極。在2 mV·s-1掃速下,其比容量為1384 F·g-1。此外,將其組裝成全固態(tài)非對稱電容器,以PCF@ZnCo_2O_4為正極、PCF為負(fù)極,在功率密度為222.7W·kg-1時,能量密度為49.5 Wh·kg-1。經(jīng)過3000圈循環(huán),表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,保持率為90%。
[Abstract]:A high - performance electrode material with core - shell structure is prepared by using ZnO @ Ni ( OH ) _ 2 as positive electrode and porous carbon fiber ( PCF ) as anode and porous carbon fiber ( PCF ) as negative electrode .

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM53

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本文編號：1397435