铝基非晶/纳米晶合金去合金化制备纳米多孔电极材料

发布时间：2021-08-08 00:36

　　超级电容器具有循环稳定性高、充放电速率快、功率密度高、适用温度范围广以及环境友好等一些优势,所以引起了研究人员的普遍关注。随着纳米技术的发展,超级电容器的发展开始实现飞跃,有望被用于混合动力电动汽车、便携的电子设备以及大型的工业仪器。过渡金属氧化物（例如:NiO,CoO,MnO₂,RuO₂等）及其化合物具有很高的理论电容和可变的价态,所以可以作为超级电容器的电极材料使用,然而由于电极材料中仍存在氧化物的电导性差以及纳米孔中的离子输运性差的缺点,会损害超级电容器的性能。采用柔性的非晶/纳米晶合金作为前驱体通过简单的一步去合金化方法增加其比表面积/反应活性位点;在母合金中添加导电性好/活性高的金属元素增加离子/电子的输运性;或调控其结构或形貌增加比表面积/反应活性位点,可以提高其电化学性能。本论文中为了研究电极材料的电化学性能,采用了循环伏安（CV）法和恒流充放电（GCD）法进行测试;为了分析材料的微观形貌,采用了XRD、DSC、SEM、TEM、BET等测试手段;为了研究电极材料中元素的化学结合形态,使用XPS的测试手段。本论文的具体研究内容为:... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)浙江省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一次能源向二次能源转化的示意图[2]

第一章 绪 论源的使用对全球经济发展具有重要的影响，从图1-1可以看到，和别，发达国家（图中的高收入国家）的能源消耗相对更高[1]。能源有式，大体上分为两种：一次能源以及二次能源。一次能源是指天然生过任何形式进行转换的能源，例如原油，太阳能，潮汐能，煤炭，生然铀，风能，地热能，在重力作用下下落流动的水以及天然气等。二能源载体，是指采用一些转换的方法，将一次能源进行加工以后得到形式，例如：汽油，电，柴油，氢气，热，乙醇，丁醇等。一次能源能源的过程如图1-2所示[2]。由于一次能源具有存储量有限或不能持点，所以需要将其转化成二次能源，方便使用。

根据储能机理通常将超级电容器分成两种：电化学双电层电容器（EDLCs，法拉第过程）和赝电容器（法拉第过程）。非法拉第过程不涉及化学机理，仅过电荷吸脱附这一物理过程进行储能，而法拉第赝电容储能过程是通过电极和解质之间发生法拉第氧化还原进行电子转移[11]，从而储存能量。EDLCs 中外加电场时，受电荷吸引与排斥作用，电解质中的阳离子扩散到极、阴离子扩散到正极，在电解质/正负电极的相界面处形成电荷相反的两个层，引起电势差，可以看作是两个单电层串联的结果，这种形式叫做双电层。于仅发生物理电荷转移，电极材料几乎没有体积或形态变化，这就导致 EDLCs循环寿命较长。虽然 EDLCs 表现出优异的功率密度和较长的使用寿命，但是的能量密度仍然比较低。由于碳材料的表面积大、化学稳定性和机械稳定性好、本低以及导电性好，因此一般用作 EDLCs 的电极，包括碳纳米管[12, 13]、性炭[14-18]、碳气凝胶[19]以及碳纤维[20]等。

【参考文献】：
期刊论文
[1]金属玻璃的功能性应用及相关基础研究[J]. 王军强.  中国材料进展. 2014(05)
[2]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华.  物理学进展. 2013(05)



本文编号：3328848