發(fā)布時(shí)間：2021-06-29 03:11

　　新能源材料與電子設(shè)備、電動(dòng)汽車等產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,使得人們對(duì)于高性能儲(chǔ)能設(shè)備的要求越來(lái)越高�；旌铣�(jí)電容器因其同時(shí)具有電池型電極的高能量密度和電容型電極的高功率密度,受到了研究者的廣泛關(guān)注。但是其能量密度仍不能很好的滿足實(shí)際應(yīng)用的需求,因此提高混合超級(jí)電容器的能量密度是發(fā)展高性能可商業(yè)化混合超級(jí)電容器器件的重中之重�；诖�,本文通過(guò)研究高性能電池型電極材料來(lái)提高混合超級(jí)電容器的能量密度。通過(guò)不同方法制備了高性能非晶鎳基化合物,改善了電池型電極與電容型電極不匹配問(wèn)題,提高了混合器件的能量密度。同時(shí),可控制備了高性能多金屬普魯士藍(lán)類似物材料,其在水系電解質(zhì)中具有更寬的電壓范圍,進(jìn)一步提高了混合器件的能量密度。主要分為以下幾個(gè)部分:（1）通過(guò)水解轉(zhuǎn)化前驅(qū)體的方法合成了一系列不同陽(yáng)離子取代的非晶鎳基氫氧化物。乙二醇溶劑為過(guò)渡金屬離子的逐步水解提供了溫和的環(huán)境,從而形成了非晶態(tài)過(guò)渡金屬氫氧化物。非晶氫氧化物具有更多的晶界和離子擴(kuò)散通道實(shí)現(xiàn)了比結(jié)晶氫氧化物更佳的電化學(xué)性能。此外,不同過(guò)渡金屬離子替代鎳離子,可以進(jìn)一步提高了非晶氫氧化物的電化學(xué)儲(chǔ)能性能,非晶NiCo–OH表現(xiàn)出最佳的電化學(xué)性能�；诜�... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各類儲(chǔ)能器件與混合超級(jí)電容器的比功率與比能量對(duì)比關(guān)系圖（Ragone圖）[12]

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.2(a)對(duì)稱超級(jí)電容器，(b)非對(duì)稱超級(jí)電容器，(c)混合超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)及儲(chǔ)能機(jī)理示意圖Fig.1.2Schematicillustrationofstructureandenergystoragemechanismfor(a)symmetricsupercapacitor,(b)asymmetricsupercapacitorand(c)hybridsupercapacitor.混合超級(jí)電容器根據(jù)電解液的種類可以分為有機(jī)體系混合超級(jí)電容器和水系混合超級(jí)電容器兩種。其中水系混合超級(jí)電容器進(jìn)一步分為酸性混合電容器、堿性混合電容器和中性混合電容器。有機(jī)體系混合電容器雖然具有更寬的電壓范圍（2.53.0V），但是其相對(duì)較低的動(dòng)力學(xué)會(huì)導(dǎo)致器件功率密度降低，不利于器件的廣泛應(yīng)用[18,19]。此外，有機(jī)電解液的安全性問(wèn)題一直不能得到徹底的解決，通常具有毒性且易燃，在實(shí)際應(yīng)用中存在安全隱患。水系混合超級(jí)電容器具有成本低，易于制備，安全無(wú)毒，離子遷移率高（～1S/cm）等優(yōu)點(diǎn)。盡管受限于水的分解電壓（1.23V），難以達(dá)到有機(jī)體系具備的高能量密度，水系混合超級(jí)電容器的安全性和低成本使其在對(duì)能量密度要求相對(duì)較低的大規(guī)模儲(chǔ)能方面具有有機(jī)體系難以企及的優(yōu)勢(shì)[20-22]。目前，水系混合超級(jí)電容器性能的提高與改進(jìn)主要是對(duì)電池型電極材料進(jìn)行改性。通過(guò)對(duì)材料的結(jié)構(gòu)、組成及形貌等進(jìn)行設(shè)計(jì)與改進(jìn)，得到高性能電池型電極材料。本文基于研究高性能電池型電極材料來(lái)提高混合超級(jí)電容器的能量密度。1.3電極活性材料電極活性材料作為混合超級(jí)電容器最主要的組成部分之一，其電荷存儲(chǔ)能力基本上決定了混合超級(jí)電容器器件的電荷存儲(chǔ)性能。因此，研究開發(fā)新的高性能電極活性材料是提高混合超級(jí)電容器器件性能和開拓混合超級(jí)電容器器件應(yīng)用范圍最直接也是最有效的方法。對(duì)于電極活性材料，根據(jù)其對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能機(jī)制，可以劃分為以下三種：雙電?

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文15化學(xué)性能。研究了不同過(guò)渡金屬間的協(xié)同作用和不同過(guò)渡金屬取代對(duì)樣品電化學(xué)性能的影響。并進(jìn)一步探索混合超級(jí)電容器器件能量密度與電極材料形貌、結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度和組分之間的關(guān)系。圖1.3論文的研究路線Fig.1.3Researchrouteofthepaper.


本文編號(hào)：3255602