近幾年來(lái),隨著科技的快速進(jìn)步,人們對(duì)柔性儲(chǔ)能器件的需求不斷增長(zhǎng),而電極材料是影響各類儲(chǔ)能器件的性能的關(guān)鍵因素。其中,碳材料和鈷-鎳基金屬氫氧化物材料資源豐富、成本低、導(dǎo)電性好,已經(jīng)獲得大量研究。然而,碳材料較低的能量密度、鈷-鎳基金屬氫氧化物較差的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性是阻礙它們廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵性能參數(shù)。本研究通過(guò)原位水解的方法制備了倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)異的鈷鎳雙金屬氫氧化物(CoNi-DH)正極材料,然后通過(guò)兩步活化法制備了高比容量的碳負(fù)極材料,并基于這些電極組裝了高性能柔性超級(jí)電容器和Ni-Zn電池。論文具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)在含Ni2+的四種溶液中,采用原位水解的方法誘導(dǎo)氫氧根離子與鈷基金屬有機(jī)框架(Co-MOF)的有機(jī)配體進(jìn)行原位交換,成功地在碳布(CC)上構(gòu)建了一種新型的紫藤花狀微觀結(jié)構(gòu)的CoNi-DH。探討了制備過(guò)程中使用的不同陰離子溶液對(duì)CoNi-DH電極形貌、層間距和電化學(xué)性能的影響。最優(yōu)的CoNi-DH-S@CC(用NiSO4制備的CoNi-DH)作為一種新型電極具有高倍率性能(當(dāng)電流增大15倍后只有13%的Cs衰減)和929.4 C g-1的卓越比容量,這明顯超過(guò)另...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1(a)纖維狀Zn//PMoAl電池照片

7電池在1Ag-1時(shí)獲得了19.2mAhcm-3（319.7mAhg-1）的超高容量，即使在12Ag-1的高電流密度下，該容量仍然保持9.62mAhcm-3，表明其良好的倍率性能。電池在彎曲、打結(jié)和扭轉(zhuǎn)后容量略有變化，保留率在95%以上，這證實(shí)了準(zhǔn)固態(tài)纖維狀Zn//PMoAl電池....

圖2.1(a)CoNi-DH多級(jí)微納米棒的形成過(guò)程

142.3結(jié)果與分析2.3.1形貌與組成圖2.1(a)CoNi-DH多級(jí)微納米棒的形成過(guò)程。(b-d)Co-MOF前驅(qū)體和(e-g)碳布負(fù)載CoNi-DH-S在不同倍率下的SEM圖。(h)碳布負(fù)載的CoNi-DH-S的SEM元素映射圖。Figure2.1(a)Formationp....

圖2.2碳布負(fù)載的(a-c)CoNi-DH-N，(d-f)CoNi-DH-Cl，(g-i)CoNi-DH-C的SEM圖

15微棒陣列插入到含Ni2+的水溶液中，進(jìn)行水解誘導(dǎo)的交換過(guò)程。在此過(guò)程中，Ni2+在接近中性的水溶液中弱水解生成少量的Ni(OH)2和H+。Co-MOF的2-MIM配體捕獲這些H+形成2-MIMH+并溶解到周圍溶液中，導(dǎo)致Co2+的釋放[67]。與Ni2+類似，釋放的Co2+也....

圖2.3(a–c)CoNi-DH-S樣品在不同倍率下的TEM圖

16差，有許多納米片相互重疊，減少了紫藤花狀結(jié)構(gòu)的暴露面積（圖2.2）。這種形態(tài)上的變化可能是由于不同Ni2+水溶液中的陰離子影響了水解誘導(dǎo)的交換反應(yīng)速率。已知SO42–、NO3–、Cl–和CH3COO–對(duì)應(yīng)的酸解離常數(shù)從小到大為：CH3COOH<HNO3<HCl<H2SO4。因....

本文編號(hào)：3932553