隨著能源的過度開發(fā)和利用,人類已經(jīng)開始面臨著嚴峻的能源危機,因此開發(fā)和使用穩(wěn)定的新能源迫在眉睫。鑒此,研究者們紛紛在研究著擁有高容量的電極材料。超級電容器作為一種高效儲能裝置被廣泛應(yīng)用于電子、航空和通信等領(lǐng)域。金屬鈉豐富的自然資源儲量和低成本使得鈉離子電池在電動汽車上的實際應(yīng)用也開始成為人們關(guān)注的熱點。MnCo₂S₄（MCS）和NiCo₂S₄（NCS）因其獨特的納米構(gòu)型、制備方法多樣化、良好的氧化還原特性以及成本低廉等優(yōu)點已經(jīng)引起了國內(nèi)外研究者的關(guān)注。然而文獻報道的MCS和NCS的合成工藝較為復(fù)雜,材料的微觀結(jié)構(gòu)演變的機理不是很清楚�；诖�,本論文以泡沫鎳為基底,采用一步水熱法制備具有自支撐作用的MCS和NCS,通過精細調(diào)控制備過程的工藝參數(shù)對其結(jié)構(gòu)進行控制、分析其形成機制,并將其應(yīng)用于超級電容器和鈉離子電池,期望獲得電化學(xué)性能良好的電極材料。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）采用硝酸錳（或硝酸鎳）、硝酸鈷為原料,硫脲為礦化劑,泡沫鎳為基底,通過一步水熱法得到具有自支撐作用的MCS和NCS,并系統(tǒng)考察了水...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究的意義
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器簡介
        1.2.2 超級電容器原理
    1.3 超級電容器現(xiàn)狀、研究進展
    1.4 超級電容器電極材料分析
        1.4.1 多孔碳材料
        1.4.2 過渡金屬氧化物電極材料
        1.4.3 三元金屬硫化物電極材料
    1.5 鈉離子電池概述
        1.5.1 鈉離子電池簡介
        1.5.2 鈉離子電池反應(yīng)原理
    1.6 鈉離子電池面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)
    1.7 鈉離子電池電極材料
        1.7.1 碳納米材料
        1.7.2 過渡金屬氧化物
        1.7.3 過渡金屬硫化物
    1.8 本論文研究內(nèi)容
第二章 實驗方法和測試儀器
    2.1 實驗原料及試驗儀器與設(shè)備
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 試驗儀器與設(shè)備
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.3 X射線衍射儀(XRD)
        2.2.4 X射線光電子能譜測試(XPS)
        2.2.5 拉曼光譜儀
    2.3 電池的制備及組裝
        2.3.1 電極片的制備
        2.3.2 電池的組裝
    2.4 電化學(xué)性能測試
        2.4.1 循環(huán)伏安測試(CV)
        2.4.2 恒流充放電測試(GCD)
        2.4.3 電化學(xué)阻抗譜測試(EIS)
第三章 MCo₂S₄(M=Mn,Ni)的制備及在超級電容器的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 MCo₂S₄(M=Mn,Ni)的制備
    3.3 MCo₂S₄(M=Mn,Ni)調(diào)控反應(yīng)時間和金屬鹽濃度的SEM表征
    3.4 MCo₂S₄(M=Mn,Ni)的電化學(xué)性能分析
    3.5 MCo₂S₄(M=Mn,Ni)的結(jié)構(gòu)與形貌分析
        3.5.1 MCo₂S₄(M=Mn,Ni)的XRD分析
        3.5.2 MCo₂S₄(M=Mn,Ni)的TEM分析
        3.5.3 MCo₂S₄(M=Mn,Ni)的XPS分析
    3.6 小結(jié)
第四章 MCS的制備及在鈉離子電池中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 MCS的制備及水熱反應(yīng)金屬鹽濃度的研究
        4.2.1 調(diào)控金屬鹽濃度下MCS的 SEM圖
        4.2.2 調(diào)控金屬鹽濃度下MCS的 XRD圖
        4.2.3 調(diào)控金屬鹽濃度下MCS的拉曼光譜圖
        4.2.4 調(diào)控金屬鹽濃度下MCS的充放電曲線圖和循環(huán)伏安圖
        4.2.5 調(diào)控金屬鹽濃度下MCS的倍率圖
        4.2.6 調(diào)控金屬鹽濃度下MCS的循環(huán)圖
        4.2.7 調(diào)控金屬鹽濃度下MCS的電化學(xué)阻抗譜測試
    4.3 MCS的制備及水熱反應(yīng)溫度的研究
        4.3.1 調(diào)控水熱反應(yīng)溫度下MCS的 SEM圖
        4.3.2 調(diào)控水熱反應(yīng)溫度下MCS的 XRD圖
        4.3.3 調(diào)控水熱反應(yīng)溫度下MCS的拉曼光譜圖
        4.3.4 調(diào)控水熱反應(yīng)溫度下MCS的充放電曲線圖和循環(huán)伏安圖
        4.3.5 調(diào)控水熱反應(yīng)溫度下MCS的倍率圖
        4.3.6 調(diào)控水熱反應(yīng)溫度下MCS的循環(huán)圖
        4.3.7 調(diào)控水熱反應(yīng)溫度下MCS的電化學(xué)阻抗譜測試
    4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：4022473