钼基纳米材料用作锂离子电容器的电化学储能研究

发布时间：2021-05-18 06:10

　　锂离子电容器（Lithium-Ion Capacitor,LIC）作为一种兼具锂离子电池和超级电容器双重特性的新型器件,其在能量和功率密度上展现出巨大潜力。因此,在电化学储能领域来研究优势互补的混合器件具有重要意义。虽然目前LIC的研究已取得丰硕的成果,但电池负极中缓慢的法拉第反应与电容性正极中快速的非法拉第吸脱附过程导致器件的正负极之间存在着严重的动力学失衡,这就使混合器件在“绿色和可持续”储能领域内走向实际的应用遭到诸多限制。因此,要想构筑高性能杂化锂离子电容器就必须寻找各项性能较佳的正负极材料。在LIC中,负极材料作为核心电极应具有以下特点:（1）低的储锂电势和高的可逆比容量;（2）高首圈库伦效率和明显的电容效应;（3）负极材料在倍率和循环性能方面能够与正极达到高效匹配。鉴于以上所述,本论文的研究工作将致力于设计和开发可显著提高锂离子电容器综合性能的钼基化合物负极电极材料,同时,针对单相的四种钼基化合物（Mo₂N、MoO₂、MoS₂和MoSe₂）电负性、电导率和微观形貌的不同探究其电化学性能的... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：132 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电容器简介
        1.2.1 双电层电容器工作原理
        1.2.2 锂离子电池工作原理
        1.2.3 锂离子电容器储能机理
        1.2.4 锂离子电容器分类
        1.2.5 锂离子电容器结构与组成
        1.2.6 锂离子电容器特点
    1.3 锂离子电容器研究进展
        1.3.1 锂离子电容器正极材料研究进展
        1.3.2 锂离子电容器负极材料研究进展
    1.4 钼基化合物负极材料的研究现状
        1.4.1 钼基化合物在锂离子电池负极材料中的研究进展
        1.4.2 钼基化合物在锂离子电容器负极材料中的研究进展
    1.5 本论文的选题依据及主要研究内容
        1.5.1 选题依据及研究思路
        1.5.2 主要研究内容
第2章 实验部分及测试表征
    2.1 主要实验试剂与实验仪器
        2.1.1 主要实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 能量色散X射线光谱分析
        2.2.3 拉曼光谱分析
        2.2.4 X射线光电子能谱分析
        2.2.5 扫描电子显微分析
        2.2.6 透射电子显微分析
        2.2.7 氮气吸脱附分析
    2.3 电极制备与扣式电池组装
        2.3.1 电极极片制备
        2.3.2 扣式电池组装
    2.4 电化学性能测试
    2.5 锂离子电容器的性能指标
第3章 富含介孔结构相互交错互联的Mo_2N纳米带在锂离子电容器中的应用
    3.1 引言
    3.2 Mo_2N纳米带的制备
        3.2.1 MoO_3纳米带的合成
        3.2.2 Mo_2N纳米带的合成
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 MoO_3和Mo_2N的物相与成分分析
        3.3.2 Mo_2N的形貌与微观结构分析
        3.3.3 Mo_2N和 AC的孔隙率与SEM分析
        3.3.4 Mo_2N单电极的电化学性能研究
        3.3.5 活性炭(AC)单电极的电化学性能研究
        3.3.6 锂离子电容器(Mo_2N//AC)的构筑及电化学性能研究
    3.4 本章小结
第4章 杂乱无序结构MoO_2@CNT@C纳米团簇颗粒在锂离子电容器中的应用
    4.1 引言
    4.2 MoO_2@CNT@C纳米复合结构的制备
        4.2.1 MoO_2纳米团簇颗粒的合成
        4.2.2 MoO_2@CNT@C纳米复合结构的合成
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MoO_2和MoO_2@CNT@C的物相与成分分析
        4.3.2 MoO_2@CNT@C的形貌与微观结构分析
        4.3.3 MoO_2和MoO_2@CNT@C的孔隙率分析
        4.3.4 MoO_2和MoO_2@CNT@C单电极的电化学性能研究
        4.3.5 锂离子电容器(MoO_2@CNT@C//AC)的构筑及电化学性能研究
    4.4 本章小结
第5章 碳包覆MoS_2杂化空心球复合材料在锂离子电容器中的应用
    5.1 引言
    5.2 MoS_2@C杂化空心球复合材料的制备
        5.2.1 MoS_2纳米薄片的合成
        5.2.2 MoS_2@C杂化空心球复合材料的合成
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 MoS_2和MoS_2@C的物相与成分分析
        5.3.2 MoS_2@C的形貌与微观结构分析
        5.3.3 MoS_2和MoS_2@C的孔隙率分析
        5.3.4 MoS_2和MoS_2@C单电极的电化学性能研究
        5.3.5 锂离子电容器(MoS_2@C//AC)的构筑及电化学性能研究
    5.4 本章小结
第6章 三维自组装分层结构的MoSe_2纳米花在锂离子电容器中的应用
    6.1 引言
    6.2 MoSe_2纳米花的制备
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 MoSe_2的物相与成分分析
        6.3.2 MoSe_2的形貌与微观结构分析
        6.3.3 MoSe_2和AC的孔隙率分析
        6.3.4 MoSe_2单电极的电化学性能研究
        6.3.5 活性炭(AC)单电极的电化学性能研究
        6.3.6 锂离子电容器(MoSe_2//AC)的构筑及电化学性能研究
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电容器的研究进展[J]. 袁美蓉,王臣,徐永进,刘伟强,朱永法.  材料导报. 2013(S1)
[2]MoN/氮化石墨烯复合物用作锂离子电容器电极材料的研究[J]. 马文,韩鹏献,孔庆山,张克军,毕彩丰,崔光磊.  无机材料学报. 2013(07)



本文编号：3193269