超級電容器作為下一代新型儲能器件,正被廣泛開發(fā)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。而作為超級電容器核心,電極材料也因此顯得越發(fā)重要。電極材料中以贗電容電極材料具備更高的比電容,正成為當(dāng)前研究熱點。本論文主要開展基于Co、Mn基系列贗電容電極材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控與超級電容器性能研究,另外論文還包括了一部分氧化物納米材料氣體傳感器性能方面的研究,其具體研究內(nèi)容如下：（1）成功制備了厚度僅為50.5nm的C0304納米片組成的分級多孔納米材料。電化學(xué)性能研究表明,該電極材料在0.5A/g充放電情況下,比容量高達(dá)997F/g,而在8A/g高電流充放電條件下,材料的比容量仍然高達(dá)759F/g,并且在循環(huán)充放電1000次后,比容量仍然保持約92.3%。（2）成功制備Co（CO3）0.5（OH）·0.11H2O納米棒組成的三維（3D）分級雙球結(jié)構(gòu)。通過晶體生長動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn),該1D前驅(qū)物Co（C03）0.5（OH）·0.11H2O納米棒具有獨特的多級分裂式生長特點,并最終形成規(guī)整的3D分級雙球結(jié)構(gòu)。經(jīng)煅燒后,該Co（C03）0.5（OH）·0.11H2O納米棒組成的3D分級雙球結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橛?D鏈狀C0304納米線組成的獨特多... 

【文章來源】：新疆大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

電容器示意圖

超級電容器是一種介于常規(guī)電容器與二次電池之間的新型儲能器件，同時兼有常規(guī)電容器功率密度大和二次電池能量密度高的優(yōu)點⑴(見圖1-2)。與傳統(tǒng)電池相比，超級電容器具有功率密度高、充放電速度快、環(huán)境友好、循環(huán)壽命長、可逆性好，使用溫度范圍寬、安全性高以及成本低等特點。其比容量一般能夠達(dá)到法拉級，高的甚至能達(dá)到千法拉級別，是傳統(tǒng)電容器的20-200倍，其功率密度也則比傳統(tǒng)二次電池高數(shù)十倍，一般可以滿足電動汽車啟動、加速等高功率輸出的需要。M 著ff\o2 10-^ 1 101 102 103Energy density, Wh/kg圖1-2超級電容器與不同儲能器件的性能比較圖1

實質(zhì)上這也是一種靜電型能量儲存方式。雙電層電容的大小與電極電位和比表面積的大小有關(guān)[8，9]，其原理如圖1-3:其容量公式可以寫成：一 e.eoA(1-1)其中C為雙電層電容，Sr為電解質(zhì)的介電常數(shù)，如為真空介電常數(shù)，A為電極單位表面積，d為雙電層的有效厚度（Debye長度)"i】. ■+ - 4,—“]? rH 1 ? ? ? I 卞 fT^? ? eg+ e? L e+ ? tZ E %霧￡系 .^ e ￡ ? + ? T ?$?9+ R? +0(1????Q ? O? + ? O ??+ e? L A +0? ^ ? b ?A ?.? + ?? + ? Y ?I ? e? 十?▲ — ? — 4 I_I ? ?l_I A LiJe ?1_?i<p" * I I ‘ 9 ‘ ‘ ‘ ‘ 9 cwpd'‘ ‘‘I I II —_ I _ * ‘ *tbu-hmgai * I > IditdwtMl K ‘ ‘ ‘ *\' ‘ *L/r一" iN ? I \ L ‘} I II II i I I II I I I I I ? f * > 1 ‘圖1-3雙電層電容器的原理圖1.2.2基于金屬氧化物超級電容器的工作原理金屬氧化物電容器是通過在電極表面或內(nèi)部的二維或準(zhǔn)二維空間中進(jìn)行電活性物質(zhì)欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的化學(xué)吸脫附或氧化還原反應(yīng)，使金屬氧化物電極儲存高密度的電荷，即具有高的法拉第電容，從而實現(xiàn)高密度的電能儲存，在電極面積相同的情況下，法拉第準(zhǔn)電容的比電容是雙電層電容的10-100倍。法拉第準(zhǔn)電容與雙電層電容的區(qū)別在于：法拉第準(zhǔn)電容的je能機(jī)制主要為法拉第過程，涉及到電極中電活性物質(zhì)與電解液之間的氧化還原反應(yīng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]有機(jī)電解液體系中MnO2電化學(xué)電容器的研究[D]. 吳雅仙.天津大學(xué) 2007
[2]有機(jī)電解液超級電容器的性能研究[D]. 鞠群.哈爾濱工程大學(xué) 2005



本文編號：3399933