镍、锰化合物/三维石墨烯复合材料在超级电容器中的应用

发布时间：2021-04-14 14:41

　　随着科技的不断发展,以及环境污染的日趋严重,我们对清洁能源的需求更为紧迫。然而,清洁的能源主要来源于太阳能、风能等间歇性能源,这就要求有效的能源存储技术。由于电池无法达到大功率输入输出的这一要求,而超级电容器恰能弥补这一缺点,甚至在更多的领域,超级电容器都具有更加优越的性质,在很大程度上可以弥补或取代电池。所以,研究的关键是制备出具有较高功率密度、高能量密度、较长循环寿命以及低成本的超级电容器的电极材料。石墨烯是一种集超轻、高导电、力学等一些优良性质于一体的材料,而且自身就具有电化学性质,可以直接作为超级电容器的电极材料。另外,镍、锰材料具有较高的理论比电容,且两种元素在自然界中储量大,对环境无污染,价格低廉,是作为赝电容电极的理想材料。所以,本论文的目的是提高电极材料的电化学性质。设计合理的电极复合结构,制备出性质优良的电容器电极。首先,采用CVD方法制备出能够自支撑的三维石墨烯,用作集流体；然后,利用水热方法在其表面生长活性材料,提高其比电容。本文的主要内容包含以下几个方面：（1）利用CVD方法生长出自支撑的三维石墨烯,用作集流体。通过水热方法,在其表面生长出Ni（OH）2纳米片,... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【图文】：

图１－１商业超级电容器??

?衔铮?任???吒春喜牧显诔?兜缛萜髦械挠τ茫崳?ｉｉｒｉ?＞－尘—祖??图１－１商业超级电容器??目前，超级电容器的商业化发展已趋于成熟，应用范围正在不断扩大。超级??电容器在工业、电子行业、通讯、医疗器械、交通及军事国防等领域的应用越??发广泛。??１．２．２超级电容器的工作原理??超级电容器主要由Ｗ下部分构成：电极、电解质、隔膜、引线、端板ＬＡ及封??装材料。其中对其性质有着决定性影响的为电极、电解质和隔膜。电极材料的类??型决定着产品的类型和性质。??曰ｅｃｔｒｏｌｙｔｅ，?Ｓｅｐａｒａｔｏｒ????［目?ｅｃｔｒｏｌｙｔｅ．?Ａ?讨?ｉｖｅ?Ｌａｙｅｒ??Ｃｕｒｒｅｎｔ?Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ＾?！?ｊ?！穿＾＾ｕｒｒｅｎｔ?Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??＋?ｍｍｍ?ｊ?ｊ?■??Ｃａｒｂｏｎ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｉｎ＼??／?ｃｏｎｔａｃｔ?ｗｉ化飢?＼??／么?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｆｉｌｍ??幽論??图１－２超级电容器的结构示意图??如图１－２所示，超级电容器由两个电极组成，其中两个电极上涂有活性材料，??中间用隔膜将其分开，防止发生电接触［９，１〇］。??２??

?Ｒａｍａｎ?化ｉ?ｆｔ?（ｃｍ—?１．）??图３－１?Ｎ僻Ｈ）２纳米片／兰维石墨締复合材料的Ｘ射线衍射图谱和拉曼光谱??图３－Ｕａ）是Ｎｉ（ＯＨ）２纳米片／Ｈ维石墨婦复合材料的Ｘ射线衍射图谱。从图中??可Ｗ看出，除了来自于三维石墨婦的两个衍射峰Ｗ外，其它衍射峰分别对应于??Ｎｉ（０巧２?晶体ＷＣＰＤＳｎｏ．ｌ４－０１１７）的（００１），。００似及ｙＯｌ偶面。这说明了?Ｎｉ（０巧２??纳米片／三维石墨稀复合材料被成功制备。对比３－１（的中的拉曼光谱图可Ｗ看出，??复合材料在？５１０?ｃｍ－ｉ处出现一个拉曼峰，这是Ｎｉ（０巧２纳米片产生的峰。由此进??一步证明复合材料被成功制备。??３．２．２?ＳＥＭ?和?ＴＥＭ?表征??为了直观的观察Ｎｉ（ＯＨ）２纳米片维石墨蹄复合材料的微观形貌，对样品??进行／?ＳＥＭ表征。??Ｈｉ圃??图３－２三维石墨稀的ＳＥＭ图??图３－２为Ｈ维石墨稀的ＳＥＭ图，从图３－２树可Ｗ看出，亥ｉｊ蚀掉泡沫媒Ｗ后的??Ｈ维石墨痛保持了泡沫镇的Ｈ维网状多孔结构。这样具有更大的比表面积。从放??大图３－２脚


本文编号：3137501