超級(jí)電容器具有高功率密度和卓越的穩(wěn)定性,在載重汽車、交通運(yùn)輸和國防等領(lǐng)域的應(yīng)用前景性巨大。但低的能量密度限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此,在保持高功率密度的優(yōu)勢下,制備高電壓窗口且電容匹配的電極材料以提高器件的能量密度顯得尤為重要。在眾多電極材料中,過渡金屬氧化物具有高電壓窗口和高理論比電容等優(yōu)點(diǎn)成為了研究熱點(diǎn)。本論文采用水熱法合成并調(diào)控了不同過渡金屬氧化物電極材料（Fe2O3,MnO2與V2O3）并用于超級(jí)電容器。主要研究內(nèi)容包括:（1）MnO2具有成本低廉、環(huán)境友好、來源豐富和電壓窗口寬等諸多優(yōu)點(diǎn)成為熱門的超級(jí)電容器電極材料。但較差的導(dǎo)電率和穩(wěn)定性限制了其在超級(jí)電容器中廣泛應(yīng)用。本論文以中空的Fe2O3紡錘體為基底,通過水熱法在其表面生長MnO2納米片,最終得到中空松果狀的Fe2O3/MnO2納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)（Fe2O3/MnO2 NHs）正極材料。該設(shè)計(jì)方法具有以下優(yōu)點(diǎn):1)高氧還原性的兩種材料（Fe2O3和MnO2）有序的結(jié)合增加了電極材料的電容值;2)以空心的Fe2O3紡錘體作為導(dǎo)電基底降低了 Fe2O3/MnO2 NHs電極的內(nèi)阻,提高了導(dǎo)電率和電壓窗口;3)電子在中空分層結(jié)構(gòu)的Fe2... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１不同電能存儲(chǔ)設(shè)備的Ｒａｇｏｎｅ圖

?第１章緒論???１．２．１超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)組成??如圖１．３所示，超級(jí)電容器一般由電極極片、隔膜和電解質(zhì)構(gòu)成其中??超級(jí)電容器的極片是由集流體與電極材料通過導(dǎo)電劑（乙炔黑、炭黑等）和粘??結(jié)劑（聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）、聚偏二氟乙烯（ＰＶＤＦ）等）等結(jié)合形成的。極片內(nèi)??部粘結(jié)性會(huì)影響超級(jí)電容器器件的內(nèi)部電阻、導(dǎo)電率、循環(huán)穩(wěn)定性和使用壽命。??集流體應(yīng)具備化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、與電極接觸電阻孝不與電解液發(fā)生反應(yīng)、低成??木和易加工等性質(zhì)。目前常用鎳箔、鋁片、不銹鋼、泡沫鎳、碳紙和碳布等材??料作為超級(jí)電容器的集流體。電極材料也稱活性物質(zhì)材料，普遍認(rèn)為電極材料??的性能好壞對超級(jí)電容器的性能起著決定性作用，也是目前為止超級(jí)電容器研??究最多的部分。隔膜是液態(tài)超級(jí)電容器中必備成分（部分固態(tài)電解質(zhì)充當(dāng)隔膜??的作用），主要作用是避免正負(fù)極直接接觸。為保證超級(jí)電容器工作的高效性??和安全性，與電解質(zhì)不反應(yīng)、材料在高壓不分解和空隙大小與電解質(zhì)離子匹配??是隔膜的必備條件。目前常用隔膜材料有聚合物類和纖維素類兩種類型［？。電??解質(zhì)也是影響超級(jí)電容器性能的關(guān)鍵因素之一，其離子類型與尺寸、電化學(xué)穩(wěn)??定電壓窗口及電導(dǎo)率等性質(zhì)對超級(jí)電容器器件的工作電壓、能量密度及使用壽??命有著重要影響［２２］。??０－??＾??Ｓ＇］離子＼?．．?￣活性物質(zhì)Ａ??二?ｋ：：，??正極電解質(zhì)隔膜?負(fù)極??圖１．３超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ．??３??

＋?＋?＾?ｚＣ＾?－ｈ?ｚａ＾—＾ＲｃｄＣｙ?ＭＡＸ．?＋?ｘＬｉ＋?＋?ｘｅｍ－＊—＾ＬｉｘＭＡｖ??碳材料電解質(zhì)?｜貴金屬?電解質(zhì)｜氧還原材料電鮮質(zhì)（氧還原材料電解質(zhì)??Ｉ：：：；：卜．ｐ?：?？?？?，?？?°？?Ｑ?＼?＾ｙ＜：?？＇：??卜’Ｖ，丨Ｊ』？?：■?１④④；；…灘：．??ｄ；?…？＠？：襲？：：??？?．－?Ｔ－?｜?：；?ｖ．ＫＩ?ｆ?；?１?．．?．?｜?Ｉ?Ｉ?＇??取逵層?丨被吸收?電解質(zhì)中’?陽離子?’?鋰離子??的原了＇的離子?，??圖１．４?（ａ）雙電層和（ｂ－ｄ）不同類型贗電容電極的電荷存儲(chǔ)機(jī)制示意圖，（ｂ）欠電位沉積??型，（ｃ）氧化還原型贗電容和（ｄ）離子插層型贗電容。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ?ｏｆ?ｃｈａｒｇｅ－ｓｔｏｒａｇｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｆｏｒ?（ａ）?ａｎ?ＥＤＬＣ?ａｎｄ?（ｂ－ｄ）?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ??ｐｓｅｕｄｏｃａｐａｃｉｔｉｖｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ：?（ｂ）?ｕｎｄｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，?（ｃ）?ｒｅｄｏｘ?ｐｓｅｕｄｏｃａｐａｃｉｔｏｒ，?ａｎｄ?（ｄ）?ｉｏｎ??ｉｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ?ｐｓｅｕｄｏｃａｐａｃｉｔｏｒ．??１．２．２．２超級(jí)電容器的分類??依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可得到不同種類的超級(jí)電容器：??１）通過儲(chǔ)能原理差異可將電容器分為雙電層電容器、贗電容電容器和混合??型電容器；??２）通過電解質(zhì)不同可將電容器分為水系電容器、有機(jī)系電容器、離子液體??型電容器和全固態(tài)電解質(zhì)超級(jí)電容器；??３）通過正負(fù)極材料的異同可將電容器分為對稱型電容器和非對稱型超級(jí)電??


本文編號(hào)：2949187