3D多孔FeC 2 O 4 /石墨烯和MnO 2 /石墨烯电极材料的制备及在超级电容器中的应用
发布时间：2021-07-31 09:11
超级电容器又称双电层电容器,介于电池和普通电容器之间的新型储能器件,具有充放电速度快、循环稳定性好、无污染和效率高等特点。电极材料影响是超级电容器性能优劣的关键性因素,因此制备高性能电极材料对超级电容器至关重要。石墨烯具有很高比表面积和良好导电性,用作电极材料时循环稳定性好且可以储存更多电荷,缺陷在于比电容有限,而金属氧化物用作电极材料时比电容大但导电性和循环稳定性差,因此将金属氧化物负载到石墨烯制备新型材料用作电极材料。本论文以FeC2O4/rGO和MnO2/rGO复合材料为研究对象,对高性能超级电容器电极材料的制备和性能展开研究。不同于电极材料中常用Fe2O3和Fe3O4,本文制备以三维多孔结构FeC2O4/rGO复合材料为超级电容器电极,无需添加导电剂和粘结剂。FeC2O4/rGO复合材料由大孔的石墨烯和微孔-介孔的草酸亚铁组成。通常水的分解电压为1.23V,不对称超级电容器在水系电解质中电压窗口 一般在2V以内。当选用FeC2O4/rGO水凝胶作为超级电容器负极,选用纯rGO水凝胶作为超级电容器正极时,在KOH（1.0M）电解质中不对称超级电容器电压窗口升至1.7V,在中性Na...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－６?Ｗ墨烯与其它碳材料??Ｆｉｇｕｒｅ?１－６?Ｇｒａｐｈｅｎｅ?ａｎｄ?ｏｔｈｅｒ?ｇｒａｐｈｉｔｉｃ?ｆｏｒｍｓ??
它们制备超级电容器所测得的电化学性质也不同［４Ｍ８］。Ｍｎ０２有数十种晶型，以??Ｍｎ０６为八面体结构。在超级电容器中常用到ａ－?Ｍｎ０２、ｐ－?ＭｎＯｊＰ?Ｙ－?Ｍｎ０２１４９］。??如图１－７示为常见晶型结构。??ｉｓｘＷＴｍ??＾＊ＭｎＯｘ?ｙ－ＭｎＯ．?Ａ－ＭｎＯ－??图１－７不同Ｍｎ０２晶体结构Ｍ??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｍｉｉ〇２｜４ｙ｜??Ｃｈｕ１５Ｇ］等通过简单水热反应制备空心球体的ａ－Ｍｎ０２，并以此为电极，在电??压为２．５ｍＶ时比电容量达到１６７Ｆ／ｇ，３５０次循环循环保持率为８９％，作为超级??电容器电极材料潜力很大。Ｄｉｎｇ１５１１等在ＮａＯＨ溶液中，ＭｎＳ０４和Ｋ２Ｓ２０８反应??生成棒状Ｙ－?Ｍｎ０２，在０．５ｍｏｌ／ＬＫ２ＳＯ４为电解液时测的比电容量为２０７Ｆ／ｇ，电压??窗口为Ｌ８Ｖ。经过２３０００次循环后，循环保持率高达９４％，电化学性能十分优??良。??１．８．３?ＭｎＣＶｒＧＯ复合材料研究进展??由前面所述可知石墨烯是理想的双层电容器电极材料，循环稳定性好，不??理想的一点是能量密度较低。Ｍｎ０２做电极材料时可得到较大能量密度，缺陷是??其导电性差
图２－２超级电容器结构??ｅ?２－２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｎ?ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ?ｓｕｐｅｒｃａｐ我们采取了两种制备方法。第一种方法是直折的钛网上，夹紧并用钛丝固定一端，然后在
【参考文献】：
期刊论文
[1]Design of Supercapacitor Electrodes Using Molecular Dynamics Simulations[J]. Zheng Bo,Changwen Li,Huachao Yang,Kostya Ostrikov,Jianhua Yan,Kefa Cen. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[2]A Wire-Shaped Supercapacitor in Micrometer Size Based on Fe3O4 Nanosheet Arrays on Fe Wire[J]. Guohong Li,Ruchun Li,Weijia Zhou. Nano-Micro Letters. 2017(04)
[3]双外推法研究FeC2O4·2H2O脱水过程的动力学机理[J]. 潘云祥,管翔颖,冯增媛,李秀玉,阎政. 物理化学学报. 1998(12)
本文编号：3313182
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－６?Ｗ墨烯与其它碳材料??Ｆｉｇｕｒｅ?１－６?Ｇｒａｐｈｅｎｅ?ａｎｄ?ｏｔｈｅｒ?ｇｒａｐｈｉｔｉｃ?ｆｏｒｍｓ??
它们制备超级电容器所测得的电化学性质也不同［４Ｍ８］。Ｍｎ０２有数十种晶型，以??Ｍｎ０６为八面体结构。在超级电容器中常用到ａ－?Ｍｎ０２、ｐ－?ＭｎＯｊＰ?Ｙ－?Ｍｎ０２１４９］。??如图１－７示为常见晶型结构。??ｉｓｘＷＴｍ??＾＊ＭｎＯｘ?ｙ－ＭｎＯ．?Ａ－ＭｎＯ－??图１－７不同Ｍｎ０２晶体结构Ｍ??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｍｉｉ〇２｜４ｙ｜??Ｃｈｕ１５Ｇ］等通过简单水热反应制备空心球体的ａ－Ｍｎ０２，并以此为电极，在电??压为２．５ｍＶ时比电容量达到１６７Ｆ／ｇ，３５０次循环循环保持率为８９％，作为超级??电容器电极材料潜力很大。Ｄｉｎｇ１５１１等在ＮａＯＨ溶液中，ＭｎＳ０４和Ｋ２Ｓ２０８反应??生成棒状Ｙ－?Ｍｎ０２，在０．５ｍｏｌ／ＬＫ２ＳＯ４为电解液时测的比电容量为２０７Ｆ／ｇ，电压??窗口为Ｌ８Ｖ。经过２３０００次循环后，循环保持率高达９４％，电化学性能十分优??良。??１．８．３?ＭｎＣＶｒＧＯ复合材料研究进展??由前面所述可知石墨烯是理想的双层电容器电极材料，循环稳定性好，不??理想的一点是能量密度较低。Ｍｎ０２做电极材料时可得到较大能量密度，缺陷是??其导电性差
图２－２超级电容器结构??ｅ?２－２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｎ?ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ?ｓｕｐｅｒｃａｐ我们采取了两种制备方法。第一种方法是直折的钛网上，夹紧并用钛丝固定一端，然后在
【参考文献】：
期刊论文
[1]Design of Supercapacitor Electrodes Using Molecular Dynamics Simulations[J]. Zheng Bo,Changwen Li,Huachao Yang,Kostya Ostrikov,Jianhua Yan,Kefa Cen. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[2]A Wire-Shaped Supercapacitor in Micrometer Size Based on Fe3O4 Nanosheet Arrays on Fe Wire[J]. Guohong Li,Ruchun Li,Weijia Zhou. Nano-Micro Letters. 2017(04)
[3]双外推法研究FeC2O4·2H2O脱水过程的动力学机理[J]. 潘云祥,管翔颖,冯增媛,李秀玉,阎政. 物理化学学报. 1998(12)
本文编号：3313182
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