利用碳材料改性铁酸锌纳米颗粒及其超级电容器性能研究

发布时间：2021-05-17 05:28

　　超级电容器作为一种新型的储能器件,因具有功率密度大、充放电速度快、循环稳定性好等优点而备受科学家青睐。电极材料是影响超级电容器性能的关键因素,其中三元过渡金属氧化物在电化学反应过程中因具有更丰富的氧化还原反应而得到广泛关注,而铁酸锌作为三元过渡金属氧化物的一种,因储量丰富、无毒、成本低以及高的理论比电容等优势而引起科研工作者的兴趣。但是,铁酸锌电极材料自身导电性差、结构不稳定等缺点限制了铁酸锌基超级电容器的发展。本文设计在铁酸锌电极材料结构纳米化的基础上与高导电性的碳材料复合来提高铁酸锌基超级电容器的电化学性能作为研究内容。首先,利用一步溶剂热法制备出了铁酸锌纳米颗粒/石墨烯复合材料,利用化学浸渍法制备出了铁酸锌纳米颗粒/活性碳纤维复合材料,利用静电纺丝法制备出了铁酸锌纳米颗粒/碳复合材料;其次,利用循环伏安、恒流充放电、电化学交流阻抗等测试手段对所制备的电极材料进行电化学性能分析;最后,将制备出的铁酸锌纳米颗粒/石墨烯复合材料和铁酸锌纳米颗粒/活性碳纤维复合材料分别制备成超级电容器器件,并研究了器件的电化学性能。主要研究内容和结果如下:1.利用一步溶剂热法,通过在前驱体溶液中加入聚乙... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 超级电容器的分类和储能机理
        1.2.1 双电层电容器
        1.2.2 法拉第赝电容器
    1.3 超级电容器电极材料的分类及研究现状
        1.3.1 碳电极材料
        1.3.2 导电聚合物电极材料
        1.3.3 金属氧化物电极材料
    1.4 铁酸锌电极材料的研究现状
        1.4.1 纳米铁酸锌电极材料
        1.4.2 铁酸锌复合电极材料
    1.5 本论文的研究目的及主要内容
第二章 实验方案与研究方法
    2.1 实验原料和实验设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验设备
    2.2 实验样品表征方法
        2.2.1 X射线衍射仪
        2.2.2 扫描电子显微镜
        2.2.3 透射电子显微镜
        2.2.4 比表面积与孔隙度分析仪
        2.2.5 X射线光电子能谱仪
        2.2.6 拉曼光谱仪
        2.2.7 热重分析仪
    2.3 电化学性能测试
        2.3.1 循环伏安法
        2.3.2 恒电流充放电法
        2.3.3 电化学交流阻抗法
第三章 铁酸锌纳米颗粒/石墨烯复合材料的制备及其电容性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 铁酸锌纳米颗粒/石墨烯复合材料的制备
        3.2.2 材料表征
        3.2.3 电极制备与电化学性能测试
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 铁酸锌纳米颗粒/石墨烯复合材料表征分析
        3.3.2 铁酸锌纳米颗粒/石墨烯复合材料电极的电化学性能分析
    3.4 小结
第四章 铁酸锌纳米颗粒/活性碳纤维复合材料的制备及其电容性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 铁酸锌纳米颗粒/活性碳纤维复合材料的制备
        4.2.2 材料表征
        4.2.3 电极制备与电化学性能测试
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 铁酸锌纳米颗粒/活性碳纤维复合材料表征分析
        4.3.2 铁酸锌纳米颗粒/活性碳纤维复合材料电极的电化学性能分析
    4.4 小结
第五章 铁酸锌纳米颗粒/碳复合材料的静电纺丝制备及其电容性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 铁酸锌纳米颗粒/碳复合材料的静电纺丝制备
        5.2.2 材料表征
        5.2.3 电极制备与电化学性能测试
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 铁酸锌纳米颗粒/碳复合材料表征分析
        5.3.2 铁酸锌纳米颗粒/碳复合材料电极的电化学性能分析
    5.4 小结
第六章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3191172