隨著時代的快速發(fā)展和社會的不斷進(jìn)步,人們對能源儲存裝置的需求越來越高。超級電容器是一種介于普通電容器和電池之間的儲能裝置,具有充電時間短,功率密度大,壽命長,綠色環(huán)保,維護(hù)成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用在電動汽車,移動通訊和可穿戴電子設(shè)備等多個領(lǐng)域。超級電容器性能受電極材料結(jié)構(gòu)的影響很大,引發(fā)了研究工作者廣泛的研究興趣。本論文中通過懸掛水熱法在碳布上合成了蜂窩狀結(jié)構(gòu)的硫化鎳鈷（NiCo₂S₄）柔性電極材料,通過化學(xué)共沉淀法制備了不同形貌的鉬酸鎳鈷(Ni_xCo_1-xMoO₄)電極材料。具體如下:采用一種簡單的懸掛水熱法在碳布上直接制備了形貌均勻的NiCo₂S₄納米片陣列（NiCo₂S₄/CC）用作柔性超級電容器的正極。由于其NiCo₂S₄納米片均勻的三維蜂窩狀結(jié)構(gòu),制備的NiCo₂S₄/CC電極具有高的比表面... 

【文章來源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

四種常見儲能設(shè)備的Ragone圖

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文3制了電池的充電速率和的功率密度，導(dǎo)致其功率密度較低[11]。超級電容器既有傳統(tǒng)電容器的高功率特性又兼有電池的容量特性，使其成為極具潛力的儲能裝置。超級電容器的比電容和功率密度高，循環(huán)壽命長等特性，使其在太陽能，風(fēng)能等發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。人們可以用它來抵消太陽光和風(fēng)力強(qiáng)度變化帶來的電能波動，使其電能在儲存后進(jìn)行使用時輸出的電壓保持穩(wěn)定，可以滿足電力設(shè)備需求。與此同時，二次電池在新能源汽車領(lǐng)域因?yàn)槠湫〉墓β拭芏群投痰难h(huán)壽命等問題，限制了汽車的性能。將超級電容器與之配合互補(bǔ)，不僅可以提高汽車存儲的能量，而且還可以在汽車需要大功率的時候可以進(jìn)行快速放電，保護(hù)二次電池免受更大的損耗[12-15]�，F(xiàn)如今隨著對超級電容器的需求的不斷提高，人們對超級電容器的性能也提出了更高的要求。1.3超級電容器分類圖1.2常用超級電容器的分類。（摘自參考文獻(xiàn)[16]，版權(quán)2019Elsevier）Figure1.2Classificationofcommonsupercapacitors[16].超級電容器擁有高比電容、快速充放電速率，高功率密度，循環(huán)壽命長等一系列其他儲能裝置無法比擬的電化學(xué)性能，吸引了人們的廣泛關(guān)注。通常來說，兩個電極，一份電解液和一個分離器構(gòu)成了組裝超級電容器所需的組件。超級電容器的配置可以是對稱的，也可以是非對稱的[17]。兩個電極被一個分離器（濾紙，玻璃紙、纖維素或聚丙烯腈膜）分開，分離器具有離子輸運(yùn)功能，具有的良好離子滲透性能。如圖1.2所示，按照儲能機(jī)理的不同，可將超級電容器分為以下三種：雙電層電容器(DoubleLayerCapacitors，EDLC)、贗電容器(Pseudocapacitors)和雜化超級電容器（Hybridcapacitors）[18]。

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文41.3.1雙電層電容器圖1.3雙電層電容器的原理圖。（摘自參考文獻(xiàn)[19]，版權(quán)2017Elsevier）Figure1.3Schematicdiagramofdoublelayersupercapacitor[19].雙電層超級電容器是在世界上首先被研發(fā)出來的一種超級電容器類型，它在1957被人們通過使用活性炭材料研制成功并隨之獲得了專利。雙電層超級電容器的結(jié)構(gòu)組成和儲能機(jī)理如圖1.3所示，雙電層超級電容器的基本組件為兩個電極，電解液和離子滲透隔膜構(gòu)。電極通常由集流體、粘結(jié)劑和具有高比表面積的活性材料（例如活性炭）三部分組成。電解液和常規(guī)電容器不同，通常為氫氧化鉀，硫酸或碳酸鈉等酸、堿、鹽的溶液[20-23]。EDLC的儲能機(jī)理是非法拉第過程，在電極上電荷存儲以靜電吸附方式存在，電荷轉(zhuǎn)移不會在電極和電解質(zhì)之間產(chǎn)生。由于外部電壓作用，亥姆霍茲雙電層會在電極和電解質(zhì)界面之間產(chǎn)生，使得界面上的電解質(zhì)吸附解吸附快速發(fā)生，導(dǎo)致雙電層電容器功率大，可逆性高以及循環(huán)穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。雙電層超級電容器的電容通過公式1-(1)來測量：=A1-(1)其中C是雙電層電容器的電容，A是雙電層電容器電極的表面積,是介電常數(shù)和d是有雙電層有效寬度。從公式中可以看出雙電層電容器的電容隨著電極比表面積的增大而增大，所以現(xiàn)如今化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，導(dǎo)電率高，比表面積高的碳材料如碳納米

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超級電容器用碳基電極材料研究進(jìn)展[J]. 郭慰彬,陳嘉煉,劉金玲,白欣,陳登龍.  電子元件與材料. 2019(01)
[2]用于高性能非對稱超級電容器電極的泡沫鎳負(fù)載分層介孔Co3O4@ZnCo2O4混合納米線陣列（英文）[J]. 李蒙剛,楊微微,黃雅榮,于永生.  Science China Materials. 2018(09)
[3]超級電容器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 余麗麗,朱俊杰,趙景泰.  自然雜志. 2015(03)



本文編號：2909362