本文關(guān)鍵詞：鎳基超級(jí)電容器復(fù)合材料的制備及其性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著化石能源的枯竭和日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,需迫切尋找綠色可再生能源和替代能源。與傳統(tǒng)電池相比,超級(jí)電容器以其自身的優(yōu)勢(shì)而被眾所周知,其優(yōu)點(diǎn)包括快速充電容量、循環(huán)壽命長(zhǎng)、和高的功率密度。超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車電源、便攜式儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)記憶存儲(chǔ)系統(tǒng)等方面呈現(xiàn)了較好的應(yīng)用前景。超級(jí)電容器是主要由集流體、隔膜、電極材料和電解質(zhì)組成,其中,電極材料中起著重要作用。電極材料不僅確定超級(jí)電容器的類型,而且對(duì)超級(jí)電容器的電化學(xué)性能有著重要影響。為了提高活性物質(zhì)的性能,就從形態(tài)和結(jié)構(gòu)方面出發(fā)進(jìn)行制備。另一方面,由于協(xié)同效應(yīng),復(fù)合是可用的另一種方式來(lái)提高單一活性材料的電化學(xué)性能。本論文分別通過(guò)采用干燥浸泡法和一步水熱法,以泡沫鎳(Nickel foam,NF)為基底來(lái)制備三維石墨烯?Ag/泡沫鎳復(fù)合材料,花狀Ni3S2-Co9S8電極材料和棒狀Ni3S2-MoS2復(fù)合材料,對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行了表征和分析。主要研究結(jié)果總結(jié)如下:1、采用改進(jìn)的Hummer法制備氧化石墨,通過(guò)干燥浸泡法制備三維石墨烯?Ag/泡沫鎳復(fù)合材料,對(duì)其物相、形貌和組成進(jìn)行了分析,研究了復(fù)合材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明,復(fù)合材料呈疏松多孔結(jié)構(gòu),Ag直徑為200 nm,電流密度為5 mA/cm2時(shí)初次比容量為1.59 F/cm2,循環(huán)1000次后為初始容量的70%,循環(huán)穩(wěn)定性良好。2、利用溶劑熱法制備出了花狀Ni3S2-Co9S8電極材料,對(duì)其物相、形貌和組成進(jìn)行了分析。該材料的電化學(xué)性能也通過(guò)循環(huán)伏安測(cè)試、恒電流充放電測(cè)試和交流阻抗測(cè)試,其呈現(xiàn)了極好的電化學(xué)性能,其在5 mA/cm2的電流密度下,首次放電容量為5.37F/cm2,循環(huán)1000次后,保留了首次放電容量的92.0%。3、通過(guò)溶劑熱法成功的制備出了棒狀Ni3S2-MoS2復(fù)合材料。通過(guò)X射線衍射、X射線光電子能譜、掃描電鏡和電化學(xué)工作站等對(duì)電極材料的物相組成、形態(tài)結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。測(cè)試結(jié)果表明,當(dāng)C16H33(CH3)3NBr的量為0.365 g時(shí)。所制備的復(fù)合材料具有較好的電化學(xué)性能,其在5 mA/cm2的電流密度下,首次放電容量為10.75 F/cm2,循環(huán)1000次后,保留了首次放電容量的75.8%。
【關(guān)鍵詞】：溶劑熱法 干燥浸泡法 泡沫鎳 電化學(xué)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33;TM53
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 超級(jí)電容器概述11-14
• 1.1.1 超級(jí)電容器的定義及特點(diǎn)11-13
• 1.1.2 超級(jí)電容器的發(fā)展13-14
• 1.1.3 超級(jí)電容器的分類14
• 1.2 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)和原理14-16
• 1.2.1 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)14-15
• 1.2.2 超級(jí)電容器的工作原理15-16
• 1.3 超級(jí)電容器的應(yīng)用和市場(chǎng)16-18
• 1.3.1 超級(jí)電容器的應(yīng)用16-18
• 1.3.2 超級(jí)電容器的市場(chǎng)18
• 1.4 超級(jí)電容器電極材料的研究進(jìn)展18-22
• 1.4.1 碳材料18-19
• 1.4.2 導(dǎo)電聚合物19-20
• 1.4.3 過(guò)渡金屬氧化物20-21
• 1.4.4 鎳基復(fù)合材料21-22
• 1.5 本課題的研究背景及意義22-23
• 2 三維rGO-Ag/NF復(fù)合材料的制備及其性能研究23-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器23-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品23-24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與具體步驟25-26
• 2.2.1 氧化石墨的制備25
• 2.2.2 泡沫鎳的預(yù)處理25
• 2.2.3 三維rGO-Ag/NF的制備25
• 2.2.4 rGO-Ag/NF的電化學(xué)性能測(cè)試25-26
• 2.3 產(chǎn)物的表征26-28
• 2.3.1 X射線衍射分析（X-ray Power Diffraction）26
• 2.3.2 掃描電鏡分析（Scan Electron Microscope）26-27
• 2.3.3 X射線光電子能譜分析（X-ray Photoelectron Spectroscopy）27
• 2.3.4 電化學(xué)性能測(cè)試27
• 2.3.5 表征的儀器27-28
• 2.4 結(jié)果與討論28-35
• 2.4.1 紅外分析28-29
• 2.4.2 XRD分析29-30
• 2.4.3 SEM分析30-31
• 2.4.4 CV分析31-32
• 2.4.5 GCD分析32-33
• 2.4.6 EIS分析33-34
• 2.4.7 循環(huán)性能分析34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 3 花狀Ni_3S_2-Co_9S_8復(fù)合材料的制備及其性能研究36-45
• 3.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器36-37
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑36-37
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟37-38
• 3.2.1 泡沫鎳的預(yù)處理37
• 3.2.2 花狀Ni_3S_2-Co_9S_8復(fù)合材料的制備37-38
• 3.2.3 花狀Ni_3S_2-Co_9S_8的電化學(xué)性能測(cè)試38
• 3.3 結(jié)果與討論38-44
• 3.3.1 XRD分析38-39
• 3.3.2 XPS分析39-40
• 3.3.3 SEM分析40-41
• 3.3.4 CV分析41-42
• 3.3.5 GCD分析42-43
• 3.3.6 倍率性能和循環(huán)性能分析43
• 3.3.7 EIS分析43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 棒狀Ni_3S_2-MoS_2的制備及其電化學(xué)性能的研究45-55
• 4.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器45-46
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑45-46
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與具體步驟46-47
• 4.2.1 棒狀Ni_3S_2-MoS_2材料的制備46-47
• 4.2.2 片層狀Ni_3S_2-MoS_2材料的制備47
• 4.2.3 Ni_3S_2-MoS_2材料的電化學(xué)性能測(cè)試47
• 4.3 結(jié)果與討論47-54
• 4.3.1 XRD分析47-48
• 4.3.2 XPS分析48-49
• 4.3.3 SEM分析49-50
• 4.3.4 機(jī)理分析50-51
• 4.3.5 CV分析51-52
• 4.3.6 GCD分析52-53
• 4.3.7 循環(huán)性能分析53
• 4.3.8 EIS分析53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 5 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-66
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果66-67
• 致謝67-68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 楊德志;沈佳妮;楊曉偉;馬紫峰;;石墨烯基超級(jí)電容器研究進(jìn)展[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2014年01期

2 Shan Shi;Chengjun Xu;Cheng Yang;Jia Li;Hongda Du;Baohua Li;Feiyu Kang;;Flexible supercapacitors[J];Particuology;2013年04期

3 米宏偉;朱培洋;劉劍洪;;電化學(xué)電容器電極材料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2013年13期

4 萬(wàn)厚釗;繆靈;徐葵;亓同;江建軍;;MnO_2基超級(jí)電容器電極材料[J];化工學(xué)報(bào);2013年03期

5 張熊;馬衍偉;;電化學(xué)超級(jí)電容器電極材料的研究進(jìn)展[J];物理;2011年10期

6 宋峰;于音;;什么是石墨烯——2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)介紹[J];大學(xué)物理;2011年01期

7 朱磊,吳伯榮,陳暉,劉明義,簡(jiǎn)旭宇,李志強(qiáng);超級(jí)電容器研究及其應(yīng)用[J];稀有金屬;2003年03期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 戴玉明;氧化錳超電容電極材料的制備及其電化學(xué)性能[D];南京大學(xué);2014年

2 劉海晶;電化學(xué)超級(jí)電容器多孔碳電極材料的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 韓秀娜;石墨烯及其復(fù)合物的制備與電容器性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

2 李英;二氧化錳及二氧化錳/氧化石墨烯復(fù)合電極的超電容性能[D];天津大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：鎳基超級(jí)電容器復(fù)合材料的制備及其性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：338512