【摘要】：不對稱型超級電容器(ASC)作為超級電容器的新生代,具有高能量密度和高功率密度的優(yōu)點。其中,電極材料是影響超級電容器性能的重要因素,當(dāng)前的電極材料存在諸如多孔碳材料能量密度低、貴金屬氧化物價格高、導(dǎo)電聚合物穩(wěn)定性差等不足之處。因此,研究和開發(fā)低成本、高性能的電極材料用于不對稱型超級電容器的制作,是超級電容器商業(yè)化應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。在本研究中,以銀杏葉為原料制備了氮摻雜多孔碳材料,并將其作為電極活性材料應(yīng)用于超級電容器中。由于具有分級多孔結(jié)構(gòu)、含氮量高,制備的銀杏葉衍生氮摻雜多孔碳材料比未經(jīng)氮摻雜的銀杏葉衍生碳材料具有更好的電化學(xué)性能,最大比電容可達(dá)345 F?g 1。另外,將其作為負(fù)極材料應(yīng)用于不對稱超級電容器時,制作的不對稱電容器最大能量密度可達(dá)42.2 Wh?Kg 1。這些性能都優(yōu)于文獻(xiàn)中報道的一些類似碳材料,表明這種氮摻雜碳材料在制作高性能不對稱超級電容器方面具有很好的應(yīng)用前景。贗電容材料電容輸出能力強(qiáng),是不對稱超級電容器正極最佳的候選材料之一。面對未來的實際運用,最關(guān)鍵的問題是如何通過簡單的合成工藝實現(xiàn)分層有序混合納米結(jié)構(gòu)的合理構(gòu)建,以利于其最大程度地利用活性物質(zhì),輸出更高的電容性能。為達(dá)到這一目的,我們開發(fā)出一種一鍋兩階段水熱法,在鎳泡上原位生長制備了一種具有納米片/納米棒混合結(jié)構(gòu)的Ni Mn-LDH@Ni3S2陣列電極。由于納米片表面具有一定的粗糙度,而雜化陣列具有豐富的多孔結(jié)構(gòu),在Ni Mn-LDH納米片和Ni3S2納米棒的協(xié)同效應(yīng)下,制得的雜化電極在3 A?g 1時,最高比電容可達(dá)2703 F?g 1。此外,以該電極為正極,以楊木衍生碳材料為負(fù)極材料,制作的不對稱超級電容器的最高能量密度可達(dá)57 Wh?Kg 1,并且其還具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性。
【圖文】：

1 緒論1 緒論1.1 超級電容器簡介1.1.1 超級電容器的定義超級電容器，又名電化學(xué)電容器，是一種介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的新型儲能器件（電化學(xué)元件），既具有電容器快速充放電的特點，又具有電池的儲能特性[1]。近年來，超級電容器因其具備高能量密度、高功率密度、快速充放電等特性，在世界范圍內(nèi)掀起研究熱潮，受到業(yè)界的廣泛關(guān)注[2]。1.1.2 超級電容器的工作原理及分類按照不同的電能存儲機(jī)理分類，超級電容器可以分為雙電層電容器、贗電容電容器以及混合型電容器三種[3]。

12.1 (a) GLC、(b) KGLC 和(c, d) NKGLC 不同放大倍率的 SEM 圖，(e, f) NKGLC 不同放大EM 圖re 2.1 SEM images of (a) GLC, (b) KGLC, and (c, d) NKGLC powders at different magnific TEM images of NKGLC powders at different magnifications.圖 2.2b 比較了 GLC、KGLC 和 NKGLC 的拉曼光譜圖。D 和 G 譜帶分別位于595 cm-1處[77]，它們的相對強(qiáng)度比（ID/ IG）從 0.71（GLC）提高到 0.83（KKGLC）。這表明，由于 C 原子和 KOH 之間的強(qiáng)化學(xué)蝕刻反應(yīng)，，碳材料在 中產(chǎn)生了更多的缺陷位置[66]，有利于電極活性材料內(nèi)部離子更好的擴(kuò)散[78]強(qiáng)電極材料的電化學(xué)活性。另外，KGLC 和 NKGLC 的 ID/ IG值完全相等，GLC 經(jīng)過水熱氮摻雜后，碳缺陷位置的量沒有顯著增加。這可能是由于在雜過程中，氮原子被引入到已存在的碳缺陷位置上，從而沒有產(chǎn)生新的缺陷
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ127.11;TM53

【參考文獻(xiàn)】

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2 趙雪;邱平達(dá);姜海靜;金振興;蔡克迪;;超級電容器電極材料研究最新進(jìn)展[J];電子元件與材料;2015年01期

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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本文編號：2664737