超級(jí)電容器因具有高功率密度、充放電速度快以及安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為近年來(lái)最具有發(fā)展前景的新型儲(chǔ)能器件之一。在眾多影響超級(jí)電容器電化學(xué)性能的因素中,電極材料是決定性因素之一。因此,制備和研究具有優(yōu)異電化學(xué)性能的電極材料對(duì)于超級(jí)電容器的發(fā)展至關(guān)重要。鈷基金屬氧化物由于具極高理論比電容、儲(chǔ)量豐富、成本低、環(huán)保無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)被視為理想的超級(jí)電容器材料,然而鈷基金屬氧化物的低導(dǎo)電特性導(dǎo)致其實(shí)際比電容遠(yuǎn)低于理論比電容。為克服上述缺點(diǎn),本文通過(guò)對(duì)電極材料進(jìn)行納米陣列化設(shè)計(jì),制備了具有優(yōu)異電化學(xué)性能的用于超級(jí)電容器的鈷基自支撐納米陣列電極材料。論文具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）采用簡(jiǎn)便的水熱煅燒法,直接在泡沫鎳基底上生長(zhǎng)了均勻的MnCo₂O₄納米線陣列,單根納米線的形狀為圓錐型。由于泡沫鎳具有良好的導(dǎo)電性且該制備方法避免了對(duì)粘結(jié)劑使用,因此本文制備的MnCo₂O₄納米線陣列表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,在1 mA·cm^-2的電流密度下表現(xiàn)出1.79 F·cm^-2的比電容,且在10mA·... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率密度和能量密度關(guān)系圖

圖1-2雙電層電容電荷存儲(chǔ)機(jī)制的能量存儲(chǔ)機(jī)制（2）贗電容存儲(chǔ)機(jī)制

孔徑需為離子尺寸的兩倍，以允許離子吸附在孔壁形成雙電層儲(chǔ)存電荷。之前研究者們認(rèn)為當(dāng)離子尺寸超過(guò)孔徑時(shí)，溶劑化的離子無(wú)法進(jìn)入孔內(nèi)，孔徑減小時(shí)，碳材料的雙電層電容會(huì)因此降低。然而，這種“常識(shí)”的推中被否定了，研究者們發(fā)現(xiàn)當(dāng)碳材料的孔隙寬度減小且在孔徑比離子尺還小時(shí)，材料的比電容大幅增加[32, 33]。有報(bào)道提出[32]當(dāng)碳材料的孔徑小形成微孔時(shí)，令活性材料的體積比電容從原來(lái)的 55 F·cm-3提升至 80 F·c理論模擬，人們發(fā)現(xiàn)孔隙寬度降低是實(shí)現(xiàn)高比電容的誘因[34]。因此，目前料的孔徑，是增加碳基材料比電容的熱點(diǎn)研究[35]。Li 等人[36]報(bào)道了當(dāng)以 KOH 作為活化劑，使用甲階酚醛樹(shù)脂作為前體，制具有分層結(jié)構(gòu)的多孔碳，這種具有均勻相連大孔的碳材料表現(xiàn)出低電阻、(307 F·g-1)和優(yōu)異的倍率性能，在超級(jí)電容器電極時(shí)，展現(xiàn)出良好的電化定性。 此外，Sevilla 等人[37]通過(guò)碳化葡萄糖酸鈉，制備了高度孔化且具構(gòu)的微孔/中空納米片，這種具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的多孔納米片在 150A·g-1的超度下，仍表現(xiàn)出高達(dá) 140 F·g-1的比電容。綜上所述，設(shè)計(jì)制備具有特殊基納米材料，能增強(qiáng)碳基材料雙電層電容儲(chǔ)電能力。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超級(jí)電容器用過(guò)渡金屬磷化物材料的進(jìn)展[J]. 金玉紅,趙晨辰,姜前蕾,紀(jì)常偉.  電池. 2018(05)



本文編號(hào)：3394990