基于石墨毡柔性基质的CO 2 （OH） 2 CO 3 电极制备改性及其超容性能研究

发布时间：2021-07-08 04:19

　　超级电容器是一种性能介于传统电容器和二次电池之间的新型储能器件。随着电化学储能器件的微型化、智能化和便携化发展,柔性超级电容器的研发成为大势所趋。作为超级电容器关键组分的电极材料无疑是研究的重点,因此选择合适的柔性集流体、设计组分合理和结构稳定的活性物质来制备高性能柔性电极是该领域研究的关键所在。本文以柔性导电石墨毡（GF）为基质,通过溶剂热法直接原位生长碱式碳酸钴（Co2（OH）2CO3）,再对其表面电沉积磷化镍（Ni2P）改性,期望提高复合电极材料的比容量和倍率性能。具体研究内容如下:（1）Co2（OH）2CO3@GF 电极材料的制备。SEM、FTIR、XRD 等表征方法说明本文成功合成了生长在石墨毡上的具有纳米须阵列结构的Co2（OH）2CO3。通过调节水热温度、反应物配比及溶剂中醇水体积比来优化材料的电化学性能,用三电极体系进行测试:电极在电流密度为1 mA cm-2时的比容量为1022 mF cm-2;当电流密度增加20倍后,其倍率性为47.0%;在20 mA cm-2的大电流密度循环3000次仍能保留91.7%的比容量,表现出良好的循环稳定性。上述结果表明,Co2（OH）2... 

【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１超级电容器结构示意图??－

ｔ??双电层理论是是在１８８７年由物理学家亥姆霍兹提出［２Ｑ］，随后经过不断修改??完善，形成现在的双电层理论［２｜】。其原理如图１－２所示：将两电极放入电解液中，??向两电极间施加一定电压后，在电场作用下，电荷从一个电极向另一个电极移动，??与此同时，溶液中的阴阳离子分别向正负电极迁移，从而在两个电极与溶液接触??界面处形成电量相等、电性相反的电荷的定向排列，即因静电吸引形成双电层［２２］。??因双电层中的静电电荷由于固液界面上位垒的存在而无法越界中和，从而储存和??转化能量，即为双电层电容。因为双电层电容器中电极材料和电解质的界面处只??存在电荷与离子的静电吸附，过程十分迅速，因此能快速完成能量的存储和释放，??进而使其具有良好的功率特性以及快速充放电等特点［２３，２４］。??０?？?？?？?？

基于石墨毡柔性基质的ｃ〇２（ｏｈ）２ｃｏ３电极制备改性及其超容性能研宄容量为３４３?Ｆｇ－１，当电流密度增大２０倍后，其倍率性为７０．３％，经过５后容量保持率达９８．５％，展示了良好的超级电容性能。??表１－１不同微波时间石墨烯的电容性能??Ｔａｂ．?１－１?Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ?ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｉｃｒｏｗａｖｅ?ｔｉｍｅ［３４＾??波时间／ｓ?电容量／Ｆｇ－１?倍率性能／％?循环性能／％??３０?１９７?５０３?６０４??６０?２８６?６６．４?８２．５??９０?３４３?７０．３?９８．５??１２０?３０８?７１．６?９９．７??ｒ２「［ｎ?—?＾?。．〇２「０??Ａ?——?－－１——？，？??

【参考文献】：
期刊论文
[1]天然鳞片石墨微波法制备石墨烯及其电容性能[J]. 沈丁,杨绍斌,于海晶.  非金属矿. 2016(01)
[2]过渡金属磷化物催化剂的研究进展[J]. 任文坡,张彦,葛少辉,李雪静.  石化技术与应用. 2015(02)
[3]碱式碳酸钴非等温热分解动力学[J]. 刘秉国,彭金辉,张利波,张泽彪,郭胜惠,张世敏.  中南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[4]过渡金属磷化物的制备和催化性能研究[J]. 刘理华,李广慈,刘迪,柳云骐,刘晨光.  化学进展. 2010(09)
[5]超级电容器工作电解质的研究概况[J]. 殷金玲,张宝宏.  应用科技. 2004(10)
[6]电动汽车能量存储技术概况[J]. 程夕明,孙逢春.  电源技术. 2001(01)
[7]纽扣型液体双电层电容器的研制[J]. 顾温国,李劲,夏云发,曹婉真.  电子元件与材料. 2000(03)



本文编号：3270846