镍钴（铁）硫化物/炭复合材料的制备及其电化学性能研究
发布时间：2021-10-30 14:19
人们逐渐增长的能源需求与日益减少的可利用化石能源之间的矛盾日益突出。最广泛使用的电池有锂离子电池、锌空气电池、钾离子电池。与上述电池相比,超级电容器具有快速充放电、循环寿命长、功率密度高等显著的优点。超级电容器具有良好的发展前景,因此超级电容器的电极材料的研究已成为主要的研究方向。最近受到广泛关注的正极材料是金属氧/硫化物。由于其相似的电化学储能机理和丰富的自然资源,NiCo2S4比单一的镍硫化物和钴硫化物具有更丰富的电活性位点和更优异的导电性,具有较高的比容量。然而,由于NiCo2S4在充放电过程中较大体积变化使其具有较差的倍率。所以,在本文中,我们通过简单的实验方法实现NiCo2S4和碳材料的结合来提高其倍率性能。另外,传统的超级电容器负极材料是单一的碳材料,由于其具有较低的比容量,导致组装的器件具有较低的能量密度。因此本论文通过静电纺丝的方法将碳材料和赝电容铁基材料复合来制备比容量高的负极材料,进而得到高能量密度的超级电容器。本论文的研究内容如下:（...
【文章来源】：哈尔滨师范大学黑龙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各电化学储能系统的Ragon图
第1章绪论4图1-2电池、电容器和超级电容器的电荷存储Fig.1-2Chargestoragemechanismsbybattery,capacitor,andsupercapacitor.1.1.3超级电容器的制造及应用超级电容器的类型设计有纽扣电池设计、圆柱形电池设计和囊型电池设计，如图1-3所示。在图1-3a中，二氧化硅/聚吡咯复合材料的币形电池设计包含两个电极的组装以及在金属外壳中添加绝缘聚合物（如特氟龙）的分离器，金属外壳导电，添加绝缘聚合物来避免电解液泄漏和短路。整个总成是密封的，通过对金属外壳施加适当的压力。这种设计的要求是:薄电极；活性物质浓度低。这些要求也限制这种设计的使用。圆柱形电池的设计是最广泛的首选和使用的设计与重型有源材料负载超级电容器。圆柱设计示意图如图1-3b所示。首先，电极以长方形的形式画出，然后将其卷成圆柱形金属外壳，再加上相同尺寸的隔板。电流收集器和卷好的电极片之间的连接是焊接的。电解液注入套管是在电极分离器组装完成后完成的。最后，密封整个电池与安全通风口安装，以确保安全的情况下，压力积聚。如图1-3c所示，在CNT上涂布MnO2的情况下，袋型设计涉及电极-分离器-电极的逐层堆积等。该设计对多电极桩的布置至关重要。多个电极首先与各自的电流收集器焊接，然后相应地连接所需的电流收集器。与金属外壳不同，袋设计采用了聚合物袋，增加了组装的灵活性。除此之外，对电池元件的要求也很低，导致等效串联电阻较低，性能优异[28,29]。
第1章绪论5图1-3超级电容器设计示意图：(a)币形电池，(b)圆柱形电池，(c)袋式细胞Fig.1-3SchematicrepresentationofSupercapacitordesign(a)coincelltypedesign.(b)cylindricalcelldesignand(c)pouchtypecelldesign.随着超级电容器性能的不断提高，其应用范围不断扩大。众所周知，汽车行业的需求是用于点火、启动、安全、传动和照明等多任务操作的储能系统。例如，在内燃机的情况下，混合超级电容功能可以通过提供瞬时能量爆发来连接到启动发动机。在此之前，超级电容器和热马达在寿命上是一致的。与普通铅酸电池或蓄电池相比，这种特性降低了维护成本。电动汽车或混合动力汽车在短时间内充电时需要大电流，混合超级电容器很容易产生需要的功率脉动。这类汽车的例子是丰田和马自达生产的汽车。雪铁龙使用混合超级电容器的极速爆发，启动和停止节油安排允许更快的初步加速[10,30]。（图1-4）
【参考文献】：
期刊论文
[1]双金属有机骨架/制备以及电容性能研究[J]. 原剑容,符冬营,范修军. 山西大学学报(自然科学版). 2020(02)
[2]水溶性沥青基多孔炭的电性能[J]. 张金亮,康丹苗,刘均庆,苏志江,梁文斌. 储能科学与技术. 2020(03)
[3]不对称链式HESS混合载波PWM调制技术研究[J]. 蒋玮,薛帅. 中国电机工程学报. 2020(13)
[4]Hierarchical N-Doped Porous Carbons for Zn–Air Batteries and Supercapacitors[J]. Beibei Guo,Ruguang Ma,Zichuang Li,Shaokui Guo,Jun Luo,Minghui Yang,Qian Liu,Tiju Thomas,Jiacheng Wang. Nano-Micro Letters. 2020(02)
本文编号：3466881
【文章来源】：哈尔滨师范大学黑龙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各电化学储能系统的Ragon图
第1章绪论4图1-2电池、电容器和超级电容器的电荷存储Fig.1-2Chargestoragemechanismsbybattery,capacitor,andsupercapacitor.1.1.3超级电容器的制造及应用超级电容器的类型设计有纽扣电池设计、圆柱形电池设计和囊型电池设计，如图1-3所示。在图1-3a中，二氧化硅/聚吡咯复合材料的币形电池设计包含两个电极的组装以及在金属外壳中添加绝缘聚合物（如特氟龙）的分离器，金属外壳导电，添加绝缘聚合物来避免电解液泄漏和短路。整个总成是密封的，通过对金属外壳施加适当的压力。这种设计的要求是:薄电极；活性物质浓度低。这些要求也限制这种设计的使用。圆柱形电池的设计是最广泛的首选和使用的设计与重型有源材料负载超级电容器。圆柱设计示意图如图1-3b所示。首先，电极以长方形的形式画出，然后将其卷成圆柱形金属外壳，再加上相同尺寸的隔板。电流收集器和卷好的电极片之间的连接是焊接的。电解液注入套管是在电极分离器组装完成后完成的。最后，密封整个电池与安全通风口安装，以确保安全的情况下，压力积聚。如图1-3c所示，在CNT上涂布MnO2的情况下，袋型设计涉及电极-分离器-电极的逐层堆积等。该设计对多电极桩的布置至关重要。多个电极首先与各自的电流收集器焊接，然后相应地连接所需的电流收集器。与金属外壳不同，袋设计采用了聚合物袋，增加了组装的灵活性。除此之外，对电池元件的要求也很低，导致等效串联电阻较低，性能优异[28,29]。
第1章绪论5图1-3超级电容器设计示意图：(a)币形电池，(b)圆柱形电池，(c)袋式细胞Fig.1-3SchematicrepresentationofSupercapacitordesign(a)coincelltypedesign.(b)cylindricalcelldesignand(c)pouchtypecelldesign.随着超级电容器性能的不断提高，其应用范围不断扩大。众所周知，汽车行业的需求是用于点火、启动、安全、传动和照明等多任务操作的储能系统。例如，在内燃机的情况下，混合超级电容功能可以通过提供瞬时能量爆发来连接到启动发动机。在此之前，超级电容器和热马达在寿命上是一致的。与普通铅酸电池或蓄电池相比，这种特性降低了维护成本。电动汽车或混合动力汽车在短时间内充电时需要大电流，混合超级电容器很容易产生需要的功率脉动。这类汽车的例子是丰田和马自达生产的汽车。雪铁龙使用混合超级电容器的极速爆发，启动和停止节油安排允许更快的初步加速[10,30]。（图1-4）
【参考文献】：
期刊论文
[1]双金属有机骨架/制备以及电容性能研究[J]. 原剑容,符冬营,范修军. 山西大学学报(自然科学版). 2020(02)
[2]水溶性沥青基多孔炭的电性能[J]. 张金亮,康丹苗,刘均庆,苏志江,梁文斌. 储能科学与技术. 2020(03)
[3]不对称链式HESS混合载波PWM调制技术研究[J]. 蒋玮,薛帅. 中国电机工程学报. 2020(13)
[4]Hierarchical N-Doped Porous Carbons for Zn–Air Batteries and Supercapacitors[J]. Beibei Guo,Ruguang Ma,Zichuang Li,Shaokui Guo,Jun Luo,Minghui Yang,Qian Liu,Tiju Thomas,Jiacheng Wang. Nano-Micro Letters. 2020(02)
本文编号：3466881
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