超級電容器由于具備功率密度高、循環(huán)壽命長、使用溫度范圍寬、以及價格低廉等優(yōu)勢,已成為一種備受關注的新型綠色儲能裝置。但目前,在能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性方面仍有許多不足,需要進一步改善和提高,其中能量密度偏低,極大地限制了其實際應用。根據能量密度計算公式,能量密度與電容及工作電勢窗口成正比。因此,選擇電容高的贗電容材料,構建大工作電勢窗口的非對稱超級電容器（Asymmetric supercapacitor,簡稱ASC）以提高能量密度。目前ASC的負極一般僅使用低電容的碳材料,嚴重制約著ASC能量密度的提高。綜上所述,研究開發(fā)一種高性能的贗電容負極材料,對于提高超級電容器的能量密度具有重大意義。多酸基配位聚合物材料（Polyoxometalate-based coordination polymers,簡稱POM-based CPs）是一種兼具負電勢窗口與高比電容的贗電容材料,可以作為超級電容器負極材料,本文設計制備十一種未見報道的新型多酸基配位聚合物,利用單晶X射線衍射、粉末X射線衍射以及掃描電子顯微鏡等儀器分別對化合物1-11進行了表征。進一步將它們修飾到電極上,研究了其超級電容器性能,... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及其理論與實際意義
    1.2 超級電容器
        1.2.1 超級電容器的發(fā)展史
        1.2.2 超級電容器的原理及分類
        1.2.3 超級電容器的現(xiàn)狀及應用
    1.3 超級電容器電極材料研究現(xiàn)狀
        1.3.1 雙電層電極材料
        1.3.2 贗電容電極材料
        1.3.3 混合型電極材料
    1.4 多酸材料
        1.4.1 多酸的簡介
        1.4.2 多酸的特點及應用
        1.4.3 多酸基配位聚合物材料
    1.5 多酸在超級電容器領域的應用
        1.5.1 多酸基電極材料的分類
        1.5.2 多酸-碳基復合電極材料
        1.5.3 多酸-導電聚合物復合電極材料
    1.6 課題來源及主要研究內容
第2章 新型POM-BasedCPs材料的合成及其修飾電極的制備
    2.1 實驗藥品與儀器
    2.2 化合物1-11的制備
    2.3 玻碳電極的制備
    2.4 非對稱超級電容器器件的制備
    2.5 電化學性能測試
        2.5.1 循環(huán)伏安法
        2.5.2 恒電流充放電法
        2.5.3 交流阻抗譜
    2.6 本章小結
第3章 Keggin型POM-BasedCPs超級電容器性能研究
    3.1 引言
    3.2 化合物1-5的表征
        3.2.1 化合物1-5的結構
        3.2.2 化合物1-5的紅外光譜與PXRD
        3.2.3 化合物1-5的SEM與EDS
    3.3 化合物1-5的超級電容器性能研究
        3.3.1 化合物1與2的儲電性能
        3.3.2 化合物3與4的儲電性能
        3.3.3 化合物5的儲電性能
    3.4 本章小結
第4章 Dawson型POM-BasedCPs超級電容器性能研究
    4.1 引言
    4.2 化合物6與7的表征
        4.2.1 化合物6與7的結構
        4.2.2 化合物6與7的紅外光譜及PXRD
        4.2.3 化合物6與7的SEM及EDS
    4.3 化合物6與7的超級電容器性能研究
        4.3.1 化合物6與7的儲電性能
        4.3.2 化合物6與7的循環(huán)穩(wěn)定性能
    4.4 化合物6的電催化性能
        4.4.1 電催化性能測試
        4.4.2 電催化性能研究
    4.5 本章小結
第5章 高連接三維結構POM-BasedCPs超級電容器性能研究
    5.1 引言
    5.2 化合物8與9的表征
        5.2.1 化合物8與9的結構
        5.2.2 化合物8與9的紅外光譜和PXRD
        5.2.3 化合物8與9的SEM和EDS
    5.3 化合物8與9的超級電容器性能研究
        5.3.1 三電極系統(tǒng)下的儲電性能
        5.3.2 雙電極系統(tǒng)下的儲電性能
        5.3.3 化合物8與9的循環(huán)穩(wěn)定性能
    5.4 本章小結
第6章 Keggin型POM-BasedCPs負極材料及其超級電容器的構建
    6.1 引言
    6.2 化合物10與11的表征
        6.2.1 化合物10與11的結構
        6.2.2 化合物10與11的紅外光譜及PXRD
        6.2.3 化合物10與11的SEM和EDS
    6.3 化合物10與11的超級電容器性能
        6.3.1 化合物10與11修飾玻碳電極的儲電性能
        6.3.2 化合物11的質子傳導性能
        6.3.3 化合物11修飾碳紙電極的儲電性能
        6.3.4 非對稱超級電容器器件的性能
    6.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3476242