超級電容器是重要的能量存儲裝置之一,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,具有重要的理論意義和潛在的應(yīng)用價值。本論文從超級電容器新型電極材料以及多功能超級電容器整體器件的設(shè)計與制備兩方面出發(fā),構(gòu)筑高性能,多功能的超級電容器。論文主要工作如下:1.設(shè)計并制備了具有優(yōu)異電化學(xué)性能的新型超級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,長度能達到數(shù)十微米。所制備的電極在1 A g-1時比容量達到131.2 mA hg-1,即使電流增加20倍比容量仍能達到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

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?２０１０－２０１９年超級電容器論文發(fā)表數(shù)量

在電動公共汽車、電車方面實現(xiàn)大范圍的應(yīng)用［２１，２２］。??１．２超級電容器概述??超級電容器（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)儲能裝置，具有高功率密度，超長壽命（＞１０００００次），??快速充電／放電速率和高安全性等優(yōu)點［２（），２３＿２５］。超級電容器的出現(xiàn)填補了鋰離子電池和??傳統(tǒng)電容器之間的空白，因為它既具備高于鋰離子電池的功率密度，又兼具優(yōu)于傳統(tǒng)??電容器的能量密度（圖１－２）?［２６］。在混合動力車，可再生能源的負(fù)載均衡系統(tǒng)、重型??起重機、電車等領(lǐng)域都有十分重要的應(yīng)用價值。??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)存儲能量。電解液中包含??自由移動的離子，為電極的能量存儲提供必要的物質(zhì)準(zhǔn)備。在超級電容器的工作過程??中，電解液中自由移動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)，同時電

?第一章緒論???要另加隔膜，但在其他形式的超級電容器中隔膜依然是必不可少的組成部分。??１ｍｍ＠?？ｅ?丨�！何蹋�??二：？ｅＶ：＇?２??｜ｌ：：＾ｅ／ｅ￡｜??氧■＿＿＿：４?腳??集流體電極陽離子?外売隔膜電解液陰離子電極集流體??圖１－３超級電容器的結(jié)構(gòu)組成示意圖。??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ．??１．２．１超級電容器分類及儲能機理??超級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)的能量存儲設(shè)備，不同??于基于陽離子（Ｈ＋或Ｌｉ＋）嵌入／脫嵌的可充電電池。典型的超級電容器的循環(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（圖１－４）?［３（）］。然而，隨著超級電容器的不斷發(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，但它??們也同時表現(xiàn)出超級電容器的性能特點。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其分類的關(guān)鍵。??３??


本文編號：3529011