【摘要】：隨著可再生能源,如風(fēng)能、太陽能、核能等應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展,迫切需要研發(fā)安全、穩(wěn)定的儲能設(shè)備。超級電容器作為一種廉價、靈活、高能量轉(zhuǎn)換效率、高功率密度、維護(hù)成本低的電化學(xué)儲能設(shè)備,受到越來越多的關(guān)注。本文通過水熱法制備了磷酸鈷鎳復(fù)合物,并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化;利用溶劑熱法合成納米結(jié)構(gòu)磷酸鉍。以磷酸鈷鎳復(fù)合物作為正極,活性炭(AC),磷酸鉍作為負(fù)極,組裝非對稱超級電容器,研究其電化學(xué)性能。主要內(nèi)容如下:1、通過水熱法制備六棱柱型微米棒狀結(jié)構(gòu)磷酸鈷鎳。利用XRD、SEM、XPS等分析手段,研究不同反應(yīng)條件下樣品結(jié)構(gòu)形貌的變化規(guī)律。以制備的樣品作為電極材料,進(jìn)行電化學(xué)性能分析。在三電極體系,鎳鈷摩爾比為0.8:0.2時,樣品在0.5A/g的電流密度下比容量達(dá)到1905F/g,在10A/g的電流密度下,容量保持率52.9%,在5A/g的電流密度下,循環(huán)3000次,容量由1109F/g變?yōu)?91F/g,容量保持率62.3%。在二電極體系,活性炭為負(fù)極,組裝非對稱超級電容器,工作電壓0-1.6V,器件在0.5A/g的電流密度下,比電容為63.9F/g。在1A/g的電流密度下經(jīng)過5000次循環(huán)后,容量保持率98.6%,在功率密度為410W/kg時,能量密度達(dá)到22.7Wh/kg。2、微米棒表面原位生成納米片狀氫氧化鎳。在三電極體系,0.5A/g的電流密度下,比容量達(dá)到2113F/g,在10A/g的電流密度下容量保持率52.9%達(dá)到1119F/g。在二電極體系,活性炭為負(fù)極,在0.5A/g的電流密度下,比電容為90.6F/g。在1A/g的電流密度下循環(huán)5000次后,容量保持率接近100%,循環(huán)穩(wěn)定性良好。在功率密度為430W/kg時,獲得高能量密度32.2Wh/kg。3、通過溶劑熱法合成基于贗電容反應(yīng)的納米結(jié)構(gòu)磷酸鉍負(fù)極材料。在三電極體系,0.1A/g的電流密度下,比容量達(dá)到1230F/g,5A/g的電流密度下比容量為800F/g,容量保持率65%。在二電極體系,磷酸鉍為負(fù)極,磷酸鈷鎳微米棒納米片狀氫氧化鎳復(fù)合物為正極,組裝的Bi//NNCP非對稱電容器,0-1.5V的電壓窗口內(nèi),在0.5A/g電流密度下,比電容為240.6F/g。在功率密度為370W/kg時,能量密度高達(dá)75.18Wh/kg,功率密度在7.87KW/kg時,能量密度依然達(dá)到41.56Wh/kg。對比活性炭材料作為負(fù)極,在同等分析條件下,比容量、能量密度、功率密度都有較大幅度的提高。
【圖文】：

逡逑ＮＣＰ－０－１無特定形貌，視野中未發(fā)現(xiàn)棒狀結(jié)構(gòu)，樣品為不規(guī)則的塊狀結(jié)構(gòu)（圖３－３邋ｍ，ｎ；逡逑臃畫逡逑＿福函＿逡逑，邐；．．．．．．．．．邐■邋：：邐７＇＇邋■：■■．．：＂：－；邐；邐．、邐．邋．邋．－邋？邐．．：．邐，邐．逡逑圖３－１不同鎳鈷摩爾比條件下制備樣品的掃描電鏡照片逡逑Ｆｉｇ．３－１ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋（ａ，ｂ）ＮＣＰ－ｌ－０，邋（ｃ，ｄ）ＮＣＰ－０．９－０．Ｋ邋（ｅ，ｆ）ＮＣＰ－０．８－０．２逡逑２８逡逑

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【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ135.32;TM53

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張靜;鎳鈷氫氧化物/氧化物的制備及電化學(xué)性能[D];浙江大學(xué);2016年

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本文編號：2620772