本文關(guān)鍵詞：核殼結(jié)構(gòu)金屬氧化物納米陣列的合成及電化學(xué)性能研究　出處：《湖南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 金屬氧化物 納米材料 核殼結(jié)構(gòu) 電化學(xué)性質(zhì) 超級(jí)電容器 鋰離子電池

【摘要】：近年來,在人們致力于解決能源和環(huán)境等領(lǐng)域日益突出的問題的同時(shí),對(duì)移動(dòng)電子設(shè)備的能源要求也越來越高。金屬氧化物納米材料,作為電化學(xué)儲(chǔ)能材料,以其容量高、成本低和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),成為未來替代碳材料最有前景的電極材料。金屬氧化物納米材料的電化學(xué)性能與自身的形貌和結(jié)構(gòu)有極大的關(guān)系,所以具有統(tǒng)一形貌和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的納米材料能很大程度上改善其性能并拓展其在多方面的應(yīng)用。本論文通過簡(jiǎn)單的水熱和電沉積法,采用形貌結(jié)構(gòu)控制、多種金屬氧化物材料復(fù)合等途徑合理設(shè)計(jì)不同種類的核殼結(jié)構(gòu)金屬氧化物納米陣列,并研究其鋰離子電池和超級(jí)電容的性能。主要開展了以下幾方面的研究工作：在第2章中,通過水熱和電化學(xué)沉積法,成功地在鎳泡沫上生長(zhǎng)NiMoO_4@Co(OH)_2核殼結(jié)構(gòu)納米陣列,并且將其應(yīng)用在超級(jí)電容器中。Co(OH)_2和NiMoO_4納米陣列的靈巧結(jié)合,使電化學(xué)性能明顯增強(qiáng)。Co(OH)_2納米片均勻地包裹在每根NiMoO_4納米線的表面,與NiMoO_4納米線陣列材料對(duì)比,電容容量有所增加：在電流密度為5 mA cm~(-2)和50 mA cm~(-2)時(shí)分別達(dá)到了2.335 F cm~(-2)和_(0.90)9 F cm~(-2)的面電容量。同時(shí)該電極也表現(xiàn)出良好的循環(huán)能力：在電流密度為20 mA cm~(-2)下,經(jīng)過5000個(gè)循環(huán)周期后保留初始容量的83%。這些結(jié)果表明,NiMoO_4@Co(OH)_2核殼結(jié)構(gòu)納米陣列可能是潛在的高性能電化學(xué)電容器電極材料。在第3章中,成功地通過“兩步法”水熱反應(yīng),在泡沫鎳上制得一種新穎的Mn_(0.10)Co_(0.90)O@NiO核殼結(jié)構(gòu)納米陣列,并研究其鋰離子電池性能。NiO納米片和Mn_(0.10)Co_(0.90)O納米線的結(jié)合陣列,電化學(xué)性能明顯增強(qiáng)。NiO納米片均勻地包裹在Mn_(0.10)Co_(0.90)O納米線的表面,改善了Mn_(0.10)Co_(0.90)O納米線陣列的性能。電流密度為200 mA h g~(-1)時(shí),經(jīng)過100個(gè)循環(huán)周期,其放電容量保持在729.13 mAhg~(-1),并獲得良好的倍率性能和庫倫效率。表明Mn_(0.10)Co_(0.90)O@NiO核殼結(jié)構(gòu)納米陣列具有作為高性能的鋰離子電池電極材料的潛在應(yīng)用價(jià)值。在第4章中,以Mn_(0.10)Co_(0.90)O@NiO核殼結(jié)構(gòu)納米陣列為超級(jí)電容器電極材料,電流密度為9Ag~(-1)時(shí),起始容量為1801.84 Fg~(-1),經(jīng)過3000個(gè)循環(huán)后降低為1160.8 F g~(-1),損失了總?cè)萘康?5%；在第一個(gè)到第3000個(gè)充放電循環(huán)過程中相應(yīng)的庫倫效率值都超過99%,相比Mn_(0.10)Co_(0.90)O納米線電極材料,表現(xiàn)出良好的電容性能。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;O646

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