超級電容器是近年來發(fā)展較為迅速的一種儲能器件,基于法拉第贗電容的過渡金屬氧化物、氫氧化物和水滑石等由于其理論比電容高及成本低的優(yōu)勢,成為應(yīng)用最廣泛的電極材料。然而,由于受到電荷傳輸速率的限制,導(dǎo)致其活性成分利用率較低,實際容量遠遠低于理論容量。針對這些問題,本文嘗試構(gòu)建核殼陣列三維結(jié)構(gòu),并將材料原位生長在導(dǎo)電基底上,形成定向有序的納米陣列結(jié)構(gòu)來提高其活性比表面積和電子傳輸能力,從而使其超級電容性能大幅提高。本文分別制備了Zn20O@Mn20O2核殼陣列,鋁基底上的Mg20AI-LDHs薄膜和泡沫鎳基底上的Ni20Al-LDHs納米片陣列,并通過XRD、SEM和TEM等手段來表征材料的形貌結(jié)構(gòu),通過循環(huán)伏安、充放電測試等方法來測試其電化學(xué)性能。具體工作內(nèi)容如下:1.采用水熱法和電沉積法在泡沫鎳上基底生長了Zn20O@Mn20O2核殼陣列,形貌表征結(jié)果表明該材料具有完整的柱狀陣列結(jié)構(gòu)。電化學(xué)測試結(jié)果顯示該材料比電容在220A20g-1電流密度下達到了586.820F20g-1,與純二氧化錳和氧化鋅相比具有更高的比電容。在循環(huán)2000圈后,仍然保持了最初容量的92.8%。說明構(gòu)建核殼陣列三維... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器的儲能機理
        1.2.2 超級電容器電極材料
    1.3 二氧化錳的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 二氧化錳的制備方法
        1.3.2 二氧化錳的改性
    1.4 層狀雙金屬氫氧化物(LDHs)
        1.4.1 LDHs概述
        1.4.2 LDHs 的結(jié)構(gòu)
        1.4.3 LDHs的制備方法
        1.4.4 LDHs的應(yīng)用
    1.5 本課題的研究內(nèi)容、目的和意義
第二章 實驗方法與儀器
    2.1 實驗藥品和儀器
    2.2 材料的物理表征
        2.2.1 X射線衍射儀(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.4 能量色散譜儀(EDS)
    2.3 電化學(xué)性能測試
        2.3.1 循環(huán)伏安測試
        2.3.2 恒電流充放電測試
        2.3.3 交流阻抗測試
第三章 ZnO@MnO_2復(fù)合材料的制備及其超級電容性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料的制備
        3.2.2 材料的表征
        3.2.3 材料的電化學(xué)性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 LDHs薄膜的生長及其性能的研究
    4.1 取向MgAl-LDHs薄膜的制備及性能表征
        4.1.1 引言
        4.1.2 實驗部分
            4.1.2.1 取向MgAI-LDHs薄膜的制備
            4.1.2.2 樣品晶體結(jié)構(gòu)和形貌的表征
            4.1.2.3 樣品的耐腐蝕性能測試
        4.1.3 結(jié)果與討論
        4.1.4 本章小結(jié)
    4.2 NiAl-LDHs薄膜的制備及超級電容性能研究
        4.2.1 引言
        4.2.2 實驗部分
            4.2.2.1 材料的制備
            4.2.2.2 材料的表征
            4.2.2.3 材料的電化學(xué)性能測試
        4.2.3 結(jié)果與討論
        4.2.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]超級電容器用MnO2基納米復(fù)合材料的進展[J]. 蘇麗,高麗君,杜青華,邵光杰.  電池. 2017(04)
[2]超級電容器電極材料及儲能機理[J]. 羅玉馨,董小鳳,羅夢琪,譚亞梅,卓春蕊,楊光敏.  化工設(shè)計通訊. 2017(05)
[3]導(dǎo)電聚合物基超級電容器電極材料研究進展[J]. 馮輝霞,王濱,譚琳,雒和明,張德懿.  化工進展. 2014(03)
[4]羧甲基-β-環(huán)糊精插層水滑石膜的制備及其對外消旋色氨酸選擇性吸附的研究[J]. 趙靜,劉曉磊.  山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2012(04)
[5]超級電容器導(dǎo)電聚合物電極材料的研究進展[J]. 呂進玉,林志東.  材料導(dǎo)報. 2007(03)
[6]電解二氧化錳制備技術(shù)的研究進展[J]. 尹文新,韓躍新,舒方霞.  金屬礦山. 2007(03)
[7]電化學(xué)電容器最新研究進展2020II.氧化還原電容器[J]. 楊紅生,周嘯,姜翠玲,王德全.  電子元件與材料. 2003(03)
[8]電化學(xué)超級電容器電極材料的研究進展[J]. 江奇,瞿美臻,張伯蘭,于作龍.  無機材料學(xué)報. 2002(04)

博士論文
[1]LDHs基雜化電極材料的構(gòu)筑及電化學(xué)性能研究[D]. 劉曉西.北京化工大學(xué) 2016
[2]LDHs薄膜的取向生長及性能研究[D]. 郭孝孝.北京化工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]電沉積法制備鎳、錳氧化物及其超級電容性能的研究[D]. 白瑞娟.蘭州理工大學(xué) 2011



本文編號：3177354