镍/钴基复合MXene二维材料的制备及其超级电容器储能特性的研究
发布时间：2021-02-22 21:18
随着电动汽车的迅猛发展,电池性能的发展已引起人们的广泛关注。尽管目前商业化的电池具有相对较高的能量密度,但是它们仍然具有一些缺点,例如功率密度低,较差的循环寿命和对环境不友好等问题,这在很大程度上制约了电动汽车的大规模发展。超级电容器（Supercapacitors,SCs）作为一种新型的能量存储设备,由于其具有很高的功率密度,稳定的循环性能,宽范的工作电压范围以及对环境的友好性,非常有望解决上述问题。而决定SCs性能的关键因素就是其电极材料的选择与使用。MXenes是一种类似于石墨烯的新型二维（2D）碳氮化物或过渡金属碳化物,具有出色的导电性和高氧化还原活性,作为超级电容器的电极材料将具有广阔的应用前景。镍钴基电极材料由于其较高的理论电容,低成本特性,良好的稳定性和对环境有益的性质,已引起研究人员的广泛关注。在本文中,我们制备出了 Ti3C2 MXenes,同时扩大了他们的层间距;此外基于NF,我们设计了 β-Ni（OH）2阵列结构,镍钴LDH及其化合物,全面分析了 NF基电极材料的不同处理方法和形貌对超级电容器性能的影响。主要研究工作和结果如下:1.采用两步法来获得具有高度开放层状...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器发展历程
1.2.2 超级电容器的分类
1.2.3 超级电容器的特点
1.3 超级电容器电解质
1.3.1 水系电解质
1.3.2 有机电解质
1.3.3 离子液体电解质
1.3.4 固态或凝胶电解质
1.4 超级电容器电极材料
1.4.1 碳基电极材料
1.4.2 MXene电极材料
1.4.3 导电聚合物电极材料
1.4.4 金属化合物电极材料
1.4.5 其他新型电极材料
1.5 MXene/Ni基电极材料研究现状
1.6 本论文研究意义及内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
第2章 实验试剂、仪器以及表征方法
2.1 实验试剂与实验仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 测试表征方法
2.2.1 X射线粉末衍射（XRD）
2.2.2 X射线光电子能谱分析（XPS）
2.2.3 场发射扫描电子显微镜（FESEM）
2.2.4 高分辨透射电子显微镜（HRTEM）
2.2.5 傅里叶变换红外光谱（FTIR）
2.2.6 比表面积Brunauere-Emmette-Teller （BET）
2.3 电化学测试方法
2.3.1 测试体系
2.3.2 循环伏安法（CV）
2.3.3 恒电流充放电测试（GCD）
2.3.4 电化学交流阻抗测试（EIS）
2.4 相关计算
2.4.1 三电极计算公式
2.4.2 两电极计算公式
+插层MXenes的制备及其超级电容器性能研究">第3章 基于K+插层MXenes的制备及其超级电容器性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 样品制备
3.2.2 表征方法
3.2.3 第一性原理计算
3.2.4 电化学测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 K-MXene@NF合成机理
3.3.2 K-MXene的结构与形貌
3.3.3 基于K-MXene无粘结电极的电化学特性
3.4 本章小结
2及其电化学性能研究">第4章 基于泡沫镍快速制备原位生长的β-Ni（OH）2及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
2@NF原位生长电极"> 4.2.1 制备β-Ni（OH）2@NF原位生长电极
4.2.2 电化学测试
4.2.3 表征方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 形貌特征
4.3.2 晶体结构和化学组成
4.3.3 电化学性能
4.4 本章小结
第5章 基于泡沫镍快速制备原位生长NiCo-LDH及其固态器件的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 制备NiCo-LDH@NF原位生长电极
5.2.2 制备NiCo-LDH//AC@NF全固态柔性电容器
5.2.3 电化学测试
5.2.4 表征方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 形貌特征
5.3.2 晶体结构和化学组成
5.3.3 电化学性能
5.4 本章小结
第6章 基于K-MXene与NiCo-LDH的复合及其电化学性能研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验试剂及仪器
6.2.2 NiCo-LDH@K-MXene@NF的合成
6.2.3 NiCo-LDH@NF//K-MXene@NF固态混合电容器的组装
6.2.4 电化学测试
6.2.5 表征方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 材料组分与构成
6.3.2 材料形貌结构
6.3.3 NiCo-LDH@K-MXene三电极电化学性能
6.3.4 NiCo-LDH@NF//K-MXene@NF固态器件性能
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 全文总结
7.2 创新点
7.3 工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型二维材料MXene的研究进展[J]. 张建峰,曹惠杨,王红兵. 无机材料学报. 2017(06)
[2]双电层电容器及其应用——解决半导体动态随机存储器瞬间断电信息消失的一个有效方法[J]. 董恩沛. 信息与控制. 1984(05)
[3]5VDC2.2F双电层电容器[J]. 董恩沛,蔡公和. 电子学报. 1984(05)
本文编号：3046574
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器发展历程
1.2.2 超级电容器的分类
1.2.3 超级电容器的特点
1.3 超级电容器电解质
1.3.1 水系电解质
1.3.2 有机电解质
1.3.3 离子液体电解质
1.3.4 固态或凝胶电解质
1.4 超级电容器电极材料
1.4.1 碳基电极材料
1.4.2 MXene电极材料
1.4.3 导电聚合物电极材料
1.4.4 金属化合物电极材料
1.4.5 其他新型电极材料
1.5 MXene/Ni基电极材料研究现状
1.6 本论文研究意义及内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
第2章 实验试剂、仪器以及表征方法
2.1 实验试剂与实验仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 测试表征方法
2.2.1 X射线粉末衍射（XRD）
2.2.2 X射线光电子能谱分析（XPS）
2.2.3 场发射扫描电子显微镜（FESEM）
2.2.4 高分辨透射电子显微镜（HRTEM）
2.2.5 傅里叶变换红外光谱（FTIR）
2.2.6 比表面积Brunauere-Emmette-Teller （BET）
2.3 电化学测试方法
2.3.1 测试体系
2.3.2 循环伏安法（CV）
2.3.3 恒电流充放电测试（GCD）
2.3.4 电化学交流阻抗测试（EIS）
2.4 相关计算
2.4.1 三电极计算公式
2.4.2 两电极计算公式
+插层MXenes的制备及其超级电容器性能研究">第3章 基于K+插层MXenes的制备及其超级电容器性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 样品制备
3.2.2 表征方法
3.2.3 第一性原理计算
3.2.4 电化学测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 K-MXene@NF合成机理
3.3.2 K-MXene的结构与形貌
3.3.3 基于K-MXene无粘结电极的电化学特性
3.4 本章小结
2及其电化学性能研究">第4章 基于泡沫镍快速制备原位生长的β-Ni（OH）2及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
2@NF原位生长电极"> 4.2.1 制备β-Ni（OH）2@NF原位生长电极
4.2.2 电化学测试
4.2.3 表征方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 形貌特征
4.3.2 晶体结构和化学组成
4.3.3 电化学性能
4.4 本章小结
第5章 基于泡沫镍快速制备原位生长NiCo-LDH及其固态器件的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 制备NiCo-LDH@NF原位生长电极
5.2.2 制备NiCo-LDH//AC@NF全固态柔性电容器
5.2.3 电化学测试
5.2.4 表征方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 形貌特征
5.3.2 晶体结构和化学组成
5.3.3 电化学性能
5.4 本章小结
第6章 基于K-MXene与NiCo-LDH的复合及其电化学性能研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验试剂及仪器
6.2.2 NiCo-LDH@K-MXene@NF的合成
6.2.3 NiCo-LDH@NF//K-MXene@NF固态混合电容器的组装
6.2.4 电化学测试
6.2.5 表征方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 材料组分与构成
6.3.2 材料形貌结构
6.3.3 NiCo-LDH@K-MXene三电极电化学性能
6.3.4 NiCo-LDH@NF//K-MXene@NF固态器件性能
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 全文总结
7.2 创新点
7.3 工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型二维材料MXene的研究进展[J]. 张建峰,曹惠杨,王红兵. 无机材料学报. 2017(06)
[2]双电层电容器及其应用——解决半导体动态随机存储器瞬间断电信息消失的一个有效方法[J]. 董恩沛. 信息与控制. 1984(05)
[3]5VDC2.2F双电层电容器[J]. 董恩沛,蔡公和. 电子学报. 1984(05)
本文编号：3046574
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3046574.html
