鎳鈷基金屬氧化物與硫化物一直以來受到人們的極大關注,并且鎳鈷基硫化物目前已經在很多領域表現出優(yōu)異的電化學性能。然而對于共處在同一主族的硒元素,直到現在也很少被報道被用于電化學領域。為了開發(fā)更好的電極活性材料,金屬硒化物逐漸進入人們視野。首先金屬硒化物的電導率要高于一般硫化物,這將有利于反應過程中電荷轉移;其次金屬硒化物提供的法拉第贗電容,相比于碳材料要高很多。因此將金屬硒化物應用于超電材料含有很高的研究價值。故本文將通過簡單溶劑熱法制備合成出性能優(yōu)異的鎳鈷基金屬硒化物。具體研究內容如下:(1)通過改變實驗的條件,以溶劑熱法制備多相的雙金屬鎳鈷硒化物,得出當反應物鎳鈷鹽摩爾比為2:1時,具有相對更好的性能。對其進行電化學測試,當電流密度從2 A/g增大到10 A/g時,其容量保持率高達到85%。在組裝成混合超級電容器,在電流密度為0.2 A/g的條件下,其比容量為131.7 F/g,并且最大能量密度和功率密度分別為38 Wh/kg和2175 W/kg。最后進行循環(huán)性能測試,在1 A/g下連續(xù)5000次充放電后,仍能保持83%以上的容量,表明材料的電化學穩(wěn)定性良好。(2)采用溶劑熱方法制備出具有中空微納結構的鎳鈷硒化物電極材料。首先中空的特殊結構的存在,有利于有效提高材料比表面積,并且異質結構存在,多組分金屬離子間的協同作用,可以加快電化學反應的過程中的氧化還原反應,最終對材料性能顯著提高。在進行三電極測試后,在2 A/g時,其比電容可達達742F/g,增大到10 A/g時,其比電容可達500 F/g,仍有70%的比容量保持率。而組裝成不對稱電容器后,同時,在0.25 A/g的電流密度下,其比容量高達146 F/g,并且當將電流密度增大到3 A/g時,測后發(fā)現其比容量仍然還保持在108 F/g,表明其在較高的電流密度下仍具有較高的比容量。(3)采用簡單的兩步溶劑熱法,通過調整硒源的使用量合成出多種多組硒化物電極材料,同時在進行循環(huán)伏安過程中,發(fā)現并提出新的硒化物儲能反應機理。分析其儲能機理,并提出新的儲能機制。另外在對多組電極材料進行測試后發(fā)現多元金屬硒化物NiCoSe2具有優(yōu)異的電化學性能,在三電極體系下,其電流密度為2 A/g時,此時質量比容量接近748 F/g,然而當增加到30 A/g的大電流密度下時,其比容量仍有320 F/g左右,具有很好的倍率性能。當將其組裝成不對稱電容器后,循環(huán)充放電性能優(yōu)異,在經過5000次后仍有82.3%的比容量。且計算其能量密度和功率密度后,最大高達33 Wh/kg和3750 W/kg。因此NiCoSe2電極材料十分適合做為超級電容器。
【學位單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：O611.4;TM53
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第一章 緒論
    1.1 超級電容器簡介
        1.1.1 超級電容器的特點
        1.1.2 超級電容器分類及儲能機理
        1.1.3 超級電容器的應用
    1.2 超電容電極材料研究進展
        1.2.1 碳基材料的研究進展
        1.2.2 導電聚合物研究進展
        1.2.3 法拉第贗電容電極材料研究進展
    1.3 本論文的研究意義和主要內容
xCo_ySe硒化物的制備、表征及超電容性能'>第二章 Ni_xCo_ySe硒化物的制備、表征及超電容性能
    2.1 引言
    2.2 實驗內容
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 樣品制備
        2.2.3 樣品表征
        2.2.4 電化學測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 樣品的物性表征
        2.3.2 樣品的形貌結構表征
        2.3.3 樣品的電化學性能表征及分析
    2.4 本章小結
第三章 中空鎳鈷硒化物電極材料的制備、表征及其超電容性能
    3.1 引言
    3.2 實驗內容
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 樣品制備
        3.2.3 樣品表征
        3.2.4 電化學測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 樣品的物性表征
        3.3.2 樣品的形貌結構表征
        3.3.3 樣品的電化學性能表征及分析
    3.4 本章小結
2硒化物電極材料的制備、表征及其超電容性能'>第四章 NiCoSe₂硒化物電極材料的制備、表征及其超電容性能
    4.1 引言
    4.2 實驗內容
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 樣品制備
        4.2.3 樣品表征
        4.2.4 電化學測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 樣品的物性表征
        4.3.2 樣品的形貌結構表征
        4.3.3 樣品的儲能機理研究
        4.3.4 樣品的電化學測試
    4.4 本章小結
第五章 結論
參考文獻
研究成果
致謝

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 馬仁志,魏秉慶,徐才錄,梁吉,吳德海;應用于超級電容器的碳納米管電極的幾個特點[J];清華大學學報(自然科學版);2000年08期

本文編號：2876925