【摘要】：近來,超級(jí)電容器(又可稱為電化學(xué)電容器)作為儲(chǔ)能界的一代新星而受到了強(qiáng)烈的關(guān)注,主要因其具有快速充放電、高的功率密度以及優(yōu)異的循環(huán)性能等優(yōu)勢。雖然,相較于傳統(tǒng)的二次電容及鋰離子電池而言,超級(jí)電容器擁有更高的功率密度,但它的能量密度目前還停留在一個(gè)很低的水平。根據(jù)能量密度的計(jì)算公式E=1/2 CV~2可知,能量密度的大小與比電容和電位窗口有關(guān),因此,本論文從這兩個(gè)方面入手提高能量密度,主要進(jìn)行的工作有:(1)通過電沉積法,以SeO_2為Se源,NaMoO_4·2H_2O為Mo源,在泡沫鎳基底上生長二硒化鉬(MoSe_2)納米片,并與活性炭(AC)組裝成非對稱超級(jí)電容器(ASC)。經(jīng)測試,MoSe_2電極的最高比電容為2192.4 F g~(-1)(電流密度為1 A g~(-1))。以3 M KOH為電解質(zhì)時(shí),ASC可以在1.6 V的高電壓穩(wěn)定運(yùn)行,最高能量密度為18.0 W h kg~(-1)。并且MoSe_2//AC ASC在5000次充放電循環(huán)后電容保持90.59%。(2)采用簡便的一步水熱法,以SeO_2為Se源,泡沫鎳為基底和Ni源,NaBH_4為還原劑,在泡沫鎳上原位生長硒化鎳(Ni_3Se_2)納米片。NaBH_4:SeO_2的最佳摩爾比為4:1。最優(yōu)條件下制得的Ni_3Se_2與AC組裝成ASC。通過表征與測試,Ni_3Se_2電極在1 A g~(-1)的電流密度下具有854 F g~(-1)的高比電容。以3 M KOH為電解質(zhì)時(shí),ASC可以在1.6 V的高電壓穩(wěn)定運(yùn)行,最高能量密度為18.0W h kg~(-1)。此外,Ni_3Se_2//AC ASC表現(xiàn)出優(yōu)異的充放電穩(wěn)定性,5000次循環(huán)后電容保持率達(dá)到91.11%。Ni_3Se_2電極的優(yōu)異性能主要?dú)w因于Ni_3Se_2的贗電容和Ni泡沫的3D結(jié)構(gòu)。(3)采用簡便的一步水熱法,以SeO_2為Se源,TeO_2為Te源,泡沫鎳為基底和Ni源,水合肼為還原劑,在泡沫鎳上原位合成Ni_3Se_2、NiTe和NiTe/Ni_3Se_2。NiTe/Ni_3Se_2表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,在電流密度為1 A g~(-1)時(shí)具有2176.5 F g~(-1)的高比電容。與AC組裝成的NiTe/Ni_3Se_2 ASC可以在3 M KOH電解液中以1.6 V的高電壓穩(wěn)定運(yùn)行,并且在功率密度為799.8 W kg~(-1)時(shí)具有46.6 W h kg~(-1)的卓越能量密度。并且,NiTe/Ni_3Se_2//AC ASC具有非常好的充放電穩(wěn)定性(5000次循環(huán)后電容保持96.3%)。
【圖文】：

ecker[13]對超級(jí)電容器進(jìn)行了概念描述，并且首先提出涂覆在具有高比表面積（SSA, specific surface area）的酸溶液中，從而將其組裝成了具有較高電容性能的NEC（日本）[13]根據(jù) SOHIO 能源公司為電子設(shè)備中的質(zhì)電容器，，該應(yīng)用可被視為電化學(xué)電容器在商業(yè)設(shè)級(jí)電容器被廣泛應(yīng)用于電子消費(fèi)產(chǎn)品、信息存儲(chǔ)器、，卡車，有軌電車，火車和公共汽車）、可再生能源方面。最近的一個(gè)令人振奮的應(yīng)用是在噴氣式客機(jī) A容器，這足以突出其安全可靠。最被看好的應(yīng)用之耦協(xié)同為制動(dòng)時(shí)的短時(shí)儲(chǔ)能設(shè)備在低排放混合動(dòng)力的運(yùn)用。在將來的能量貯存的體系中，超級(jí)電容器關(guān)鍵性。

圖 1.2 超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)示意圖級(jí)電容器一般包含電極、集流體、電解液以及其他輔助部分，在兩個(gè)有容許電解質(zhì)離子流通的隔膜。電極材料相同的稱為對稱超級(jí)電容器別采用不一樣的材料的稱為非對稱超級(jí)電容器。隔膜浸泡在電解質(zhì)中極之間的電接觸隔離材料應(yīng)該是離子可滲透的，以允許離子電荷轉(zhuǎn)移有高電阻，高離子電導(dǎo)和低厚度以實(shí)現(xiàn)最佳性能。通常聚合物或紙分機(jī)電解質(zhì)一起使用，而陶瓷或玻璃纖維分隔器通常與含水電解質(zhì)偶聯(lián)[1示意圖如圖 1.2 所示。極材料：超級(jí)電容器的充放電性能直接由電極材料的性能影響，是超的主要組成部分，一般由活性材料、導(dǎo)電劑及粘接劑按一定的比例混成。電極活性材料是組成電極的最重要的部分，擔(dān)負(fù)著儲(chǔ)能與放電的般來說有碳基材料（活性炭、碳納米管、石墨烯、氮化碳等）、金屬氧nO2、RuO2等）、金屬硫化物（MoS2、Co2S 等）、金屬硒化物（Ni0.85SSe 等）和導(dǎo)電聚合物（聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等）等。
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ125.2;TM53

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本文編號(hào)：2684456