超級(jí)電容器是重要的能量存儲(chǔ)裝置之一,但其有限的能量密度和傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式限制了它在更廣泛和更多元化的領(lǐng)域的應(yīng)用。超級(jí)電容器的“高性能”和“多功能”是該研究領(lǐng)域和發(fā)展方向和熱點(diǎn),具有重要的理論意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。本論文從超級(jí)電容器新型電極材料以及多功能超級(jí)電容器整體器件的設(shè)計(jì)與制備兩方面出發(fā),構(gòu)筑高性能,多功能的超級(jí)電容器。論文主要工作如下:1.設(shè)計(jì)并制備了具有優(yōu)異電化學(xué)性能的新型超級(jí)電容器電極材料鎳鈷碲化物（Ni0.33Co0.67Te）:雙金屬鎳鈷碲化物具有高的電導(dǎo)率有利于大功率下電子的傳輸和電化學(xué)反應(yīng)。通過簡(jiǎn)單的溶劑熱和離子交換反應(yīng),在鎳泡沫上負(fù)載新型鎳鈷碲化物。Ni0.33Co0.67Te納米管在鎳泡沫骨架上相互交織形成多級(jí)的孔結(jié)構(gòu)。Ni0.33Co0.67Te納米管的直徑在40 nm左右,壁厚僅為9 nm,長(zhǎng)度能達(dá)到數(shù)十微米。所制備的電極在1 A g-1時(shí)比容量達(dá)到131.2 mA hg-1,即使電流增加20倍比容量仍能達(dá)到79.3 mA hg-1。將其作為正極材料與活性炭負(fù)極組裝成混合超級(jí)電容器后顯示出54.0 W h kg-1的比容量（918 W kg-1）。在5000次充... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?２０１０－２０１９年超級(jí)電容器論文發(fā)表數(shù)量

在電動(dòng)公共汽車、電車方面實(shí)現(xiàn)大范圍的應(yīng)用［２１，２２］。??１．２超級(jí)電容器概述??超級(jí)電容器（Ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ），也稱電化學(xué)電容器（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ），??是作為一種十分有前景的電化學(xué)儲(chǔ)能裝置，具有高功率密度，超長(zhǎng)壽命（＞１０００００次），??快速充電／放電速率和高安全性等優(yōu)點(diǎn)［２（），２３＿２５］。超級(jí)電容器的出現(xiàn)填補(bǔ)了鋰離子電池和??傳統(tǒng)電容器之間的空白，因?yàn)樗染邆涓哂阡囯x子電池的功率密度，又兼具優(yōu)于傳統(tǒng)??電容器的能量密度（圖１－２）?［２６］。在混合動(dòng)力車，可再生能源的負(fù)載均衡系統(tǒng)、重型??起重機(jī)、電車等領(lǐng)域都有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。??１０，Ｔ￣－ａｓ．—???????????１０＊?－??—ｍ?????——???００１?０１?１?１０?１００?１０００??Ｅｎｅｒｇｙ?Ｄｅｎｓｉｔｙ?（Ｗｈ／ｋｇ）??圖１－２比較各種超級(jí)電容器和電池的能量和功率密度的１１３§〇１＾圖［２６］。??Ｆｉｇ．?１－２?Ｒａｇｏｎｅ?ｐｌｏｔ?ｃｏｍｐａｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ａｎｄ?ｐｏｗｅｒ?ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ?ａｎｄ??ｂａｔｔｅｒｉｅｓ［２６］．??一般來說，超級(jí)電容器由正極、負(fù)極、隔膜、電解液、集流體以及封裝外殼組成??（圖１－３）。其中的正極和負(fù)極通過靜電吸附或氧化還原反應(yīng)存儲(chǔ)能量。電解液中包含??自由移動(dòng)的離子，為電極的能量存儲(chǔ)提供必要的物質(zhì)準(zhǔn)備。在超級(jí)電容器的工作過程??中，電解液中自由移動(dòng)的離子在電極和電解液的界面處發(fā)生靜電吸附或氧化還原反??應(yīng)，同時(shí)電

?第一章緒論???要另加隔膜，但在其他形式的超級(jí)電容器中隔膜依然是必不可少的組成部分。??１ｍｍ＠?？ｅ?丨。—：翁：??二：？ｅＶ：＇?２??｜ｌ：：＾ｅ／ｅ￡｜??氧■＿＿＿：４?腳??集流體電極陽(yáng)離子?外売隔膜電解液陰離子電極集流體??圖１－３超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)組成示意圖。??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ．??１．２．１超級(jí)電容器分類及儲(chǔ)能機(jī)理??超級(jí)電容器是基于快速靜電吸附或表面法拉第電化學(xué)反應(yīng)的能量存儲(chǔ)設(shè)備，不同??于基于陽(yáng)離子（Ｈ＋或Ｌｉ＋）嵌入／脫嵌的可充電電池。典型的超級(jí)電容器的循環(huán)伏安（ＣＶ）??曲線和恒流充放電（ＧＣＤ）曲線呈現(xiàn)出矩形和對(duì)稱的三角形，而電池則顯示出清晰的氧??化還原峰和充／放電平臺(tái)（圖１－４）?［３（）］。然而，隨著超級(jí)電容器的不斷發(fā)展，新型電極??材料的發(fā)現(xiàn)，某些電極的ＣＶ和ＧＣＤ曲線也出現(xiàn)了氧化還原峰和充／放電平臺(tái)，但它??們也同時(shí)表現(xiàn)出超級(jí)電容器的性能特點(diǎn)。因此，怎樣去區(qū)別電極材料發(fā)生的是電池行??為還是電容行為成為對(duì)其分類的關(guān)鍵。??３??


本文編號(hào)：3529011