本文關(guān)鍵詞：嵌段共聚物負(fù)載含釩離子及其炭化氮化制備高性能超級(jí)電容器電極材料的研究

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【摘要】：相比較于種類(lèi)豐富和電化學(xué)性能優(yōu)良的超級(jí)電容器用正極材料,對(duì)負(fù)極材料的研究相對(duì)較少。對(duì)于超級(jí)電容器器件來(lái)說(shuō),單電極材料性能的優(yōu)異,并不能滿(mǎn)足器件整體的需求,這就使得對(duì)其負(fù)極材料的研究,顯得尤為迫切。據(jù)此,本課題提出了制備過(guò)渡金屬氮化物/炭材料的復(fù)合物電容器負(fù)極材料的新的合成方法。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,得到如下結(jié)論:1)以PAA-b-PAN-b-PAA為聚合物前軀體,以PAA鏈段為離去鏈段和負(fù)載鏈段,在DMF和H_2O環(huán)境下,使聚合物發(fā)生自組裝同時(shí)負(fù)載VO_3-,在氨氣氮?dú)饣旌蠚怏w氛圍下高溫?zé)Y(jié),制備原位量子點(diǎn)氮化釩@碳納米球復(fù)合材料。制備的復(fù)合材料相比較于傳統(tǒng)高溫制備的VN材料,具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。系統(tǒng)的研究了不同比例的VO_3-對(duì)復(fù)合物材料性能的影響,總結(jié)了造成良好電化學(xué)性能的原因。其中包括,離去鏈段在高溫條件下,還充當(dāng)了緩釋鏈段的作用,這使得所制備的復(fù)合材料具有更多的電化學(xué)反應(yīng)位點(diǎn)。且PAA鏈段在高溫下炭化,并不能完全離去,會(huì)有部分的殘?zhí)?適量的殘?zhí)繉?duì)于作為殼機(jī)構(gòu)的氮化釩納米粒子具有保護(hù)作用,使得復(fù)合材料具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。在該工作中,復(fù)合物材料的最高容量為119.2F/g,計(jì)算VN貢獻(xiàn)的容量可以達(dá)到229.7F/g,而在循環(huán)5000圈后,容量保持率仍可以達(dá)到65.4%。2)以PAN-b-PDMC-b-PAN為聚合物前軀體,以PDMC鏈段做離去鏈段和負(fù)載鏈段,在DMSO和H_2O條件下,使聚合物自組裝形成骨架結(jié)構(gòu),在骨架結(jié)構(gòu)表面成功負(fù)載VO_3-。在同樣的氣體氛圍和環(huán)境溫度的條件下,復(fù)合物前軀體形成VN/C復(fù)合物。該復(fù)合物由于更為良好的空間結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)出更為優(yōu)異的電化學(xué)性能。一方面是物質(zhì)的容量進(jìn)一步提高,復(fù)合物材料的容量可以達(dá)到195.7F/g,而計(jì)算VN貢獻(xiàn)的容量可以高達(dá)587.1F/g。另一方面,循環(huán)穩(wěn)定性進(jìn)一步提高,在恒流充放電5000圈后,容量保持率仍可以達(dá)到75%。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O646.54;TM53

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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本文編號(hào)：1301779