金属基双金属氧化物电极材料的合成及其在超级电容器中的应用

发布时间：2021-12-18 17:50

　　实现安全、高效的能源存储是21世纪科学工程中最具挑战的问题之一。电动汽车,智能电网系统和先进电子产品都离不开电能存储系统。由于化石燃料的日益枯竭,来自可再生自然资源（太阳能和风能等）的电能必将成为满足未来能量需求的关键能源。但受到季节和地域变化的影响,可再生能源输电的连续性和稳定性得不到保证,这就需要高效的储能技术将这些间歇性的可再生资源存储起来。超级电容器（SCs）具有功率密度高、周期寿命长、充放电速率快等优点,是一种非常有潜力的电能存储设备。然而,在某种程度上,SCs在实际应用中因为能量密度较低而受到限制。因此,研究开发具有高性能的电极材料尤为重要。本论文旨在设计与合成具有高电容值以及高稳定性的电极材料,选用泡沫镍作为导电基底,将具有独特纳米结构的过渡金属氧化物（主要为双金属氧化物）直接生长在导电基底上,形成具有三维结构的电极材料。所获得的主要研究成果如下:1.通过水热法和煅烧处理,制备了CoMoO₄纳米片阵列/泡沫镍电极材料。同时研究了反应温度对其组分及形貌的影响,讨论了CoMoO₄纳米片阵列形成的过程,获得了CoMoO₄

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

多种能量存储设备的能量密度和功率密度比较图

第一章 绪 论电极的不同电压窗口来增加器件工作电压的范围（即也能达到 2.0 V），从而提高了器件的能量密度。图 1SC研究的出版物数量清单，可以看出对ASC的研究展示了 ASC 的一些应用领域，包括柔性电子器件、等。

图 1.3 碳基柔性材料为导电基底的 ASC 器件[21-24]1.2.1.2 金属骨架材料金属骨架材料是指各类金属泡沫或者金属箔，其中最常用的为泡沫镍，这是因为它具有高导电性、均一的大孔道结构、支持面积大以及成本低的优点。将活性材料负载在金属骨架上的传统方法为：将一定量的活性材料与粘结剂和导电剂混合均匀制成浆料，并将其涂覆在导电基底上，在一定压力下压制成电极。例如Lou 等人采用顺序离子转换方法制备洋葱状 NiCo2S4镂空壳颗粒，将 NiCo2S4颗粒与炭黑、聚偏二氟乙烯按质量比 7:2:1 混合成浆液，涂覆在泡沫镍上，一定压力下制成正极片。同样地，制得 AC/泡沫镍负极。由上述材料组成的 ASC 器件（NiCo2S4/泡沫镍//AC/泡沫镍）在功率密度为 1583 W kg-1条件下，能量密度高达 42.7 W h kg-1[25]。Wei 等人报道了具有良好稳定性的 ASC（循环 1000 次可保


本文编号：3542891