近年來(lái),能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重,電化學(xué)儲(chǔ)能裝置的發(fā)展成為解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能裝置,因具有充電速度快、功率密度高、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),受到電子產(chǎn)品、航空航天以及移動(dòng)通信等諸多領(lǐng)域的關(guān)注。要制備性能更加優(yōu)異的超級(jí)電容器,離不開(kāi)對(duì)電極材料的探索。作為一種新型超級(jí)電容器的電極材料,過(guò)渡金屬氧/硫化物因其具有理論比電容大、價(jià)格低廉、制備工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而備受研究者們青睞。本論文均以廉價(jià)的泡沫鎳為基底,以三元過(guò)渡金屬氧化物納米線為導(dǎo)電骨架,在其表面包覆一層三元過(guò)渡金屬硫化物納米片,得到獨(dú)特的核-殼納米結(jié)構(gòu)。另外,通過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)還原法對(duì)金屬氧化物表面進(jìn)行改性處理,在金屬氧化物納米線表面引入適量氧空位,經(jīng)處理過(guò)的電極材料的電化學(xué)性能顯著提高。通過(guò)XRD、SEM及TEM等先進(jìn)測(cè)試手段對(duì)材料的結(jié)構(gòu)與形貌進(jìn)行了表征;并采用三電極系統(tǒng)測(cè)試了不同電極的電化學(xué)性能。具體的研究?jī)?nèi)容如下:（1）通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱法和電沉積法,在泡沫鎳基底上分別制備了核-殼結(jié)構(gòu)的CuCo2O4@CoS、CuCo2O4@NiS以及CuCo2O4@Ni-Co-S復(fù)合電極。通過(guò)電化學(xué)分析得到,CuCo2O4@Ni-Co-... 

【文章來(lái)源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)示意圖；（ｂ）雙電層電容器儲(chǔ)能機(jī)制；（ｃ）贗電容電容器儲(chǔ)能機(jī)制??１．３．１雙電層電容器??

１００?Ａ／ｇ僅９．４％的容量損失）。組裝成的非對(duì)??稱全固態(tài)裝置的能量密度也達(dá)到了?６０?Ｗｈ／ｋｇ，并且此設(shè)備具有極好的循環(huán)穩(wěn)定性??（循環(huán)５００００圈后僅９．６％的能量損失）１５４］。??Ｉ?Ｉ?Ｅｌｃｈｉｎｇ?？?ＪＢ?＊?■＊＊＊？？．??？ｎ繼丨圖??ＣＣ／ＮｉＣｏ２Ｓ４＠２ｎ－Ｎｉ－Ｃｏ－Ｓ?ＮＳＡｓ?ＣＣ／ＮＩＣＯｊＳ，?ＮＴＡｓ?１００?ｎｍ?—二＾＊＊＊?一???ＪＨＨＢ?ｍＫｍｍ?〇?￣＾?蝴＞？？〇？？〇〇〇?＿??Ｃｙｃｌ＊?Ｍｕｍｂｖｆ??圖１．２?（ａ）通過(guò)電沉積法在ＮｉＣｏ２Ｓ４納米線外包覆鍍Ｚｎ的Ｎｉ－Ｃｏ－Ｓ納米陣列示意圖；??ＮｉＣｏ２Ｓ４＠Ｚｎ－Ｎｉ－Ｃｏ－Ｓ?電極的（ｂ，?ｃ）?ＳＥＭ?圖；（ｄ）?ＴＥＭ?圖（ｅ）循環(huán)圖間??１．４．３３含氧空位的金屬氧化物??對(duì)于金屬氧化物，在一定的外界環(huán)境下（如高溫下），可能會(huì)造成晶格中的氧脫??離，使氧缺失，從而形成氧空位。最近的研宄表明，若金屬氧化物含有適量氧空位，??材料中的載離子數(shù)量和導(dǎo)電性均會(huì)大大增加。所以，氧缺陷在催化、電池、傳感器??和超級(jí)電容器等領(lǐng)域均有一定運(yùn)用［５？５８］。比如，Ｔａｎ等人通過(guò)ＮａＢＨＵ和ＳｒＴｉ０３的固??態(tài)反應(yīng)這一簡(jiǎn)便的方法在ＳｒＴｉ０３納米材料的表面制造氧空位。結(jié)果表明，ＳｒＴｉ０３ｍ??米材料的氧空位在影響光吸收和光催化方面起重要作用。在紫外可見(jiàn)光的放射下，??最優(yōu)光催化活性Ｈ２產(chǎn)量高達(dá)２．２?ｍｍｏｌ／ｈ，約為未經(jīng)處理的ＳｒＴｉ０３材料的２．３倍１５９匕??再如，Ｄａｉ等人報(bào)道的用ＮａＢＨ４為還原劑，用簡(jiǎn)單的浸泡還原法在Ｃ〇３〇４納米片表??面制造一些氧空位，能產(chǎn)生氧空位的原因主要是因

電荷轉(zhuǎn)移更迅速，從而電極材料的導(dǎo)電性大幅增加，相同電流密度下，??其比電容也增加了?１００．４％［６１］。以上結(jié)果表明，在一些金屬氧化物表面制造一些缺陷??可使材料產(chǎn)生更多載流子，對(duì)材料導(dǎo)電性和離子表面吸附能力均會(huì)產(chǎn)生積極作用，??因此，本工作也可嘗試通過(guò)在金屬氧化物的表面形成一些缺陷來(lái)提高其電化學(xué)表現(xiàn)。??（ａ）?（ｂ）?？???—?—???????＿?一?？?—?＊一＂＇一＇一備’??？?Ｚｎ?？?Ｃｏ?？?〇?〇?Ｏｘｙｇｅｎ?ｖａｃａｎｃｙ??圖１．３?ＺｎＣ〇２０４納米線經(jīng)化學(xué)還原法原位生成氧空位示意圖ｌ？】??１．５基于核－殼納米結(jié)構(gòu)的研究??考慮到材料的自身結(jié)構(gòu)，單納米結(jié)構(gòu)的電極材料很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的循環(huán)穩(wěn)定??性、良好的導(dǎo)電性和高的能量密度。如：碳材料主要靠物理吸附形成雙電層儲(chǔ)存能??量，但碳材料所制備的超級(jí)電容器的能量密度較小，所以其應(yīng)用受到一定限制１？１。??而導(dǎo)電聚合物和金屬氧化物是通過(guò)氧化還原反應(yīng)儲(chǔ)存能量，所以其能量密度較大，??但循環(huán)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性較碳材料來(lái)說(shuō)更差。為了使超級(jí)電容器兼?zhèn)涓吣芰棵芏�、�?yōu)??異的循環(huán)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性，將活性材料與其他活性材料構(gòu)建成獨(dú)特的核－殼結(jié)構(gòu)｜６４］，??己成為目前的研宄熱點(diǎn)。??Ｌｉ等人在ＣＮＴ上先后包覆了?ＰＰｙ納米片和Ｍｎ０２納米片，形成核－雙層殼納米??結(jié)構(gòu)。這種特殊的材料結(jié)合了雙電層電容導(dǎo)電性能好，贗電容能量密度高的優(yōu)點(diǎn)，??７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電化學(xué)沉積法制備MnO2納米棒陣列及電容性能[J]. 方華,鄒偉,張振華,張世超.  電池. 2019(02)
[2]電化學(xué)超級(jí)電容器研究進(jìn)展[J]. 張娜,張寶宏.  電池. 2003(05)



本文編號(hào)：3015334