超级电容器正极材料纳米复合过渡金属氧化物的制备及性能研究

发布时间：2021-08-28 03:01

　　超级电容器是一种新型的绿色大容量储能设备,其性能优于电池等传统储能方式,具有比容量高,充放电速度快,对环境无污染,使用寿命长等特点。因此,超级电容器具有很强的应用价值。超级电容器的性能主要取决于电极材料要求。近些年来,金属氧化物在超级电容器方面已经成为了研究的热点。因此,本文选用二氧化锰（MnO₂）和五氧化二钒（V₂O₅）电极材料的制备及其电化学性能进行了详细研究。本文的主要内容分为以下几个方面:（1）超级电容器的简介本文首先对超级电容器做了详细的介绍。主要介绍了超级电容器的发展历程及分类。并对超级电容器的电极材料和电解液做出了详细的介绍。（2）纳米复合电极材料二氧化锰/中空介孔二氧化硅的合成及表征采用简单的化学合成法在中空二氧化硅的表面原位负载MnO₂来制备纳米复合超级电容器电极材料,并通过透射电镜（TEM）、X-射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）和氮气的吸附/脱附曲线（BET）等对电极材料的组成、结构及微观形貌进行了表征和分析,结果表明中空介孔二氧化硅表面已经成功负载MnO_... 

【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a）双电层电容器和（b）赝电容器的储能机理Figure1.2Energystoragemechanismof(a)electricdoublelayercapacitorsand(b)

（3）混合型电容器，指正极、负极由不同的电极材料组成而组装的电容器。因此可分为三种类型，第一种将同时具有双电层电容和赝电容特征的材料作为电极材料组装的电容器，或者将种类不同的赝电容电极材料组装成的电容器；第二种采用电池的电极和超级电容器的电极而组装成的电容器；第三种是正极和负极分别是电解电容器和超级电容器而组装成的超级电容器。因此混合电容器具有很高电势窗口，所以与其他的超级电容器相比，混合电容器具有很高的能量密度但相对的功率密度较低，其构成及储能机理如图 1.3 所示[22]。

图 1.4 MAX 相和相应的 MXene 的结构图Figure 1.4 Stucture of MAX phases and the corresponding MXenesene 的性能MXene 的稳定性的负值越大晶体的稳定性越高，经研究人员计算得出 M证明其是可以稳定存在的[50]。MXene 的力学性能 Kurtoglu 等运用广义梯度近似密度函数理论对 Ti2C、Ti3C2、Ta4C3等二维过渡金属碳化物采用第一性原理计算。结时 MXene 的弹性模量很高，弯曲强度比单层石墨烯高[51MXene 的电子特性X 相中，当 A 层原子被腐蚀掉后，M 层原子的外围电子会


本文编号：3367653