超級(jí)電容器是一種具有顯著優(yōu)點(diǎn)的新型功率型儲(chǔ)能器件。具有較高的功率密度和能量密度以及較長(zhǎng)的循環(huán)壽命等特點(diǎn)。它有希望被用于便攜式電子設(shè)備、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、甚至是大型的工業(yè)設(shè)備上。在眾多的超級(jí)電容器電極材料中，四氧化三鈷因?yàn)榫哂泻芨叩睦碚摫热萘浚鴤涫苎芯空邆兊那嗖A。 本論文的研究重點(diǎn)為通過改變實(shí)驗(yàn)條件制備出具有優(yōu)良性能的Co3O4電極材料，并探究了合成條件對(duì)所制備的Co3O4電極材料電化學(xué)性能的影響。利用了SEM、XRD、BET等測(cè)試手段分析了材料的微觀形貌，利用BET方法測(cè)試材料的比表面積。結(jié)合循環(huán)伏安、恒電流充放電、交流阻抗等電化學(xué)分析測(cè)試方法，采用對(duì)稱電極的測(cè)試方式在6M氫氧化鉀電解液中研究了所制得Co3O4材料的電化學(xué)性能，同時(shí)本論文還在制備Co3O4材料方法基礎(chǔ)上制備了NiO/Co3O4復(fù)合材料，研究了在不同鈷/鎳比例合成的NiO/Co3O4復(fù)合材料電容性能。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下： （1）采用簡(jiǎn)單的共沉淀法合成了Co3O4電極材料，對(duì)所制備的Co3O4電極材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征，研究了在反應(yīng)溶液中加入葡萄糖之后對(duì)四氧化三鈷電化學(xué)性能的影響。 （2）研究了前驅(qū)體溶液反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成Co3O4電化學(xué)性能的影響。 （3）研究了不同鈷源對(duì)合成Co3O4四氧化三鈷電化學(xué)性能的影響 （4）采用簡(jiǎn)單的共沉淀法制備了NiO/Co3O4復(fù)合電極材料，通過SEM和BET比表面積測(cè)試，研究了NiO/Co3O4復(fù)合材料的微觀形貌。并采用電化學(xué)測(cè)試方法研究了復(fù)合材料的電化學(xué)性能。對(duì)比不同鈷/鎳比例下合成的NiO/Co3O4復(fù)合材料的電化學(xué)性能。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TM53
【部分圖文】：

第一章 緒論超級(jí)電容器的基本結(jié)構(gòu)包括三部分：電極（包括集流體和電極材料）、電極間的隔膜和電解液。電極材料主要是由電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑（乙炔黑、碳納米管等）、粘結(jié)劑（聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯）組成，涂覆在集流體表面。集流體可以降低電極的內(nèi)阻，收集電流。常用的集流體材料有泡沫鎳、鋁箔、不銹鋼網(wǎng)、金屬纖維等。尤其是發(fā)泡金屬，如泡沫鎳、泡沫鋁等最常用。隔膜的主要作用是防止兩個(gè)電極物理接觸的同時(shí)允許離子通過，防止超級(jí)電容器中兩個(gè)相臨的電極之間發(fā)生短路。隔膜是由微孔材料制成的。由于隔膜的厚度與孔隙率、大小會(huì)影響到單體超級(jí)電容器的內(nèi)阻。因此對(duì)隔膜的要求是：超薄、浸潤(rùn)性好、保濕性好、孔隙率高。通常使用的隔膜材料有聚丙烯膜、聚乙烯（PE）微孔膜、電容器紙以及 PP 和 PE 的復(fù)合膜、玻璃纖維或非織物等。

第一章 緒論第一個(gè)雙電層結(jié)構(gòu)模型是德國(guó)亥姆霍茲(Helmholtz) 在 1853 年提出的。雙電層電容器的工作原理如圖 1.1 所示。從圖中我們也可以看出：超級(jí)電容器主要由電極、電解液、隔膜三部分構(gòu)成。當(dāng)電極插入電解液中的時(shí)候，在兩相界面上會(huì)出現(xiàn)有一些層帶，主要包含有正電荷或負(fù)電荷，這個(gè)層帶就是人們所說的雙電層[9]。在充電時(shí)，電子通過外加電源從正極轉(zhuǎn)移到負(fù)極，同時(shí)活性物質(zhì)吸附電解液中的負(fù)離子使得電解液中的正負(fù)離子各自反向擴(kuò)散到電極表面。從而形成雙電層結(jié)構(gòu)。即使在充電完成以后，撤去外加電源，由于電極上所帶的電荷與電解液中的離子電性相反，存在有靜電引力。離子不會(huì)回到電解液中，所以使得形成的雙電層穩(wěn)定，正負(fù)極之間可以保持相對(duì)穩(wěn)定的電壓。而在放電時(shí)，外加電路使得正負(fù)極連通，電子由負(fù)極返回到正極。正負(fù)離子也都返回到電解液中。在整個(gè)反應(yīng)的過程中，正負(fù)電荷的儲(chǔ)存和釋放過程沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，屬于電荷的物理遷移過程[10]。

第一章 緒論1.3.1 Co3O4的結(jié)構(gòu)四氧化三鈷(Co3O4)呈灰黑色或黑色粉末狀，密度大小是 6.0～6.2g/cm3，分子量 240.80。Co3O4屬于立方晶系，如圖 1-3 所示[14]，晶格參數(shù) a = 0.811 nm，具有 AB2O4尖晶石結(jié)構(gòu)，其骨架是四面體與八面體共面的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)有利于離子的擴(kuò)散。與磁性氧化鐵 Fe3O4為異質(zhì)同晶。Co3O4是一種重要的磁性 P 一型半導(dǎo)體。1.3 納米 Co3O4簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】

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1 蔡振平;鋰離子蓄電池負(fù)極材料Co_3O_4的制備及性能[J];電源技術(shù);2003年04期

2 閆俊美,楊勇;非碳類新型鋰離子蓄電池負(fù)極材料研究進(jìn)展[J];電源技術(shù);2004年07期

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