發(fā)布時間：2020-12-17 10:58

　　由于同時具有較高的能量密度和高功率密度、充放電速度快、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢,超級電容器受到人們的重視并被積極發(fā)展。電極材料是影響超級電容器性能的最關(guān)鍵因素之一,近年來,鐵系金屬磷酸鹽作為電極材料受到廣泛關(guān)注。鐵系金屬磷酸鹽的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、電化學行為豐富、成本低、自然資源豐富,但微納結(jié)構(gòu)的鐵系金屬磷酸鹽及其復合磷酸鹽的合成條件苛刻,且很少有關(guān)于二維鐵系磷酸鹽及其復合磷酸鹽的報道。本論文采用水熱法和醇-水混合溶劑熱法對微納結(jié)構(gòu)鐵系磷酸鹽的生長機理等進行研究與探討,并以單金屬鐵系磷酸鹽為基礎(chǔ),探索合成復合鐵系磷酸鹽,尤其關(guān)注二維鐵系磷酸鹽及其復合磷酸鹽。初步探究各類鐵系磷酸鹽微納米材料在超級電容器中的應(yīng)用,研究成果將為鐵系磷酸鹽微納米材料的合成及其在超級電容器中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。研究內(nèi)容包含以下五個部分:1.二維片狀偏磷酸鐵的合成及其在超級電容器中的應(yīng)用采用簡單的一步水熱法成功制備了二維片狀偏磷酸鐵（Fe（PO3）3）,分別探究反應(yīng)物中不同酒石酸鈉的量、溶劑量、磷源與鐵源的質(zhì)量比對產(chǎn)物化學組成和形貌的影響,并在三電極體系下探究了不同組成和形貌電極材料的電化學電容性能。其中,所制備的片狀Fe（PO3... 

【文章來源】：揚州大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１．超級電容器基本構(gòu)造簡圖

???荷。由于異種電荷互相吸引，即使電場被撤去后，雙電層也能穩(wěn)定存在。放電時，電??子在電勢差的作用下發(fā)生定向移動形成電流，同時吸附在電極表面的陰陽離子回到本??體電解液中，雙電層解體。??１：：：?ｆ：１Ｍ??電解液，?—??．．，Ｔ——，?，．??＿ｉ?；?；?Ｊ??１?ＥＤＬＣ?：?ｊ?Ｊ＿??ｉＳ?ＣｐＤ＋＜Ｐｌ｜＾Ｓ?｜＜ｊ９ｄ－＜Ｐｉ??Ｉ?ｉ?Ｉ?通??．?．?．?■?？?－?？?？??未充電時的電勢?充電時的電勢??圖１－２．雙電層超級電容器的儲能機理圖【２３］。??雙電層的儲能機理決定了其穩(wěn)定、快速、功率密度高、安全的特性［２５￣２６］。雙電層??超級電容器的電極材料一般為各種類型的碳材料，包括活性碳［２７，２８］、碳納米管［２９？］、??碳氣凝膠［３２３３］和碳纖維［３４３５］等。高比表面積的活性炭或具有極好的中孔性能和優(yōu)異導??電性的碳納米管經(jīng)過成型處理，可制備活性炭電極或碳納米管電極。先將碳材料制備??成凝膠，再經(jīng)過炭化活化可以得到碳氣凝膠電極材料。??ｂ．法拉第贗電容超級電容器??法拉第贗電容器主要通過活性電極材料和電解質(zhì)發(fā)生可逆氧化還原反應(yīng)，電吸附??或嵌入過程引起法拉第電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)，從而實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換與存儲［３６］。目前研究的贗??電容主要來自于過渡金屬化合物的氧化還原反應(yīng)［３７４（）１和導電聚合物的摻雜／脫摻雜過程??［４Ｍ３】。在兩電極上施加電場進行充電時，電極表面聚集的陰陽離子經(jīng)過氧化還原反應(yīng)??進入到電極表面活性材料的體相中，以實現(xiàn)電荷的儲存。放電時，所儲存的電荷通過??外電路被釋放，進入活性材料中的離子通過以上氧化還原反應(yīng)的逆反

?揚州大學博士學位論文???密度為４２０?Ｗ?ｋｇ－１時其能量密度為３２．６?Ｗｈ?ｋｇ－１。??１．３．２鈷基磷酸鹽在超級電容器中的應(yīng)用??酸幽＿??■＿??．．?Ｃｕｒｅ＾ｅｔｅｎｓｉｔｙＣＡｇ１）??圖１－３．亞憐酸鈷微結(jié)構(gòu)：（ａ，ｂ的內(nèi)圖）掃描電子顯微鏡圖，（ｂ）在電流密度１．２５?Ａ?ｇ＿１下充放電循??環(huán)３０００次的比電容變化圖；超�。茫铮龋校埃矗洌龋玻凹{米片：（ｃ，ｄ的內(nèi)圖）掃描電子顯微鏡圖，（ｄ）在??電流密度ＵＡｇ－１下恒電流充放電３０００次的循環(huán)穩(wěn)定性圖；（ｅ）微米花狀的ＮＨ４ＣｏＰＣＶＨ２０和（ｆ）??Ｃｏ２Ｐ２０７的掃描電子顯微鏡圖；（ｇ）花狀Ｃｏ２Ｐ２０７?（Ｐ５）的電流密度－比電容圖；ＮＨ４ＣｏＰ〇４＿Ｈ２０微束??的（ｈ）掃描電子顯微鏡圖，（ｉ）電流密度－比電容圖。??龐歡教授在溫和的水熱條件下成功合成了亞磷酸鈷（ＣｏＷＨＰＯｓＭＯＨＫ）微結(jié)構(gòu)［９１］，??如圖１－３?（ａ）的掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）圖所示，該微結(jié)構(gòu)由許多均勻的寬１００?ｎｍ，長２０－??３０?ｐｍ的超長納米帶組成。三電極體系下，以３．０?ＭＫＯＨ溶液為電解液，在１．２５?Ａ?ｇ－１??的電流密度下，該Ｃ〇１１（ＨＰ０３）８（ＯＨ）６微結(jié)構(gòu)的比電容為３１２?Ｆ?ｇ－１。如圖１－３?（ｂ）所示，??在１．２５?Ａｇ－１的電流密度下恒電流充放電循環(huán)３０００次后，其比容量保持率約為８９．４?％，??１０??

【參考文獻】：
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本文編號：2921923