石墨烯/镍钴氧化物/聚苯胺纳米复合材料的制备及其电化学性能研究

发布时间：2022-01-21 21:19

　　超级电容器具有比电池更大的容量、更长的循环使用寿命及更快的充放电速率等优势,是一种新型的储能设备。其中,电极材料对超级电容器性能的影响极其重要,因此,一直以来都是研究热点。石墨烯（rGO）具有优异的电学性能、高比表面积和高电化学稳定性,因此,是良好的超级电容器电极材料之一。但是在实际应用中,由于它的叠层及团聚程度高,难以达到其理论比表面积,导致其综合性能降低。为此,本文在石墨烯片层间引入镍钴氧化物Co₃O₄-NiO（CN）,有效降低了其叠层和团聚程度,同时,镍钴氧化物作为典型的赝电容材料,可为提高复合材料的比电容做出贡献。通过SEM、XRD、FTIR、拉曼及电化学性能测试,对材料的形貌、结构及性能进行了表征分析。具体研究内容及结论如下:（1）采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,并通过超声作用、水热过程和煅烧制备rGO-CN复合材料。SEM结果表明,镍钴氧化物嵌入石墨烯片层间,扩宽片层间距,阻止其堆叠。XRD结果表明,材料中的钴元素镍和镍元素没有形成复合物,而是以Co₃O₄和NiO的形式... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同能量储存器件的拉贡图

重庆大学硕士学位论文 1 绪 论1.2 超级电容器1.2.1 超级电容器的分类及其工作原理众所周知，超级电容器具有功率密度高、充放电速率快、循环稳定性好等优点[6]，它满足了各种储能的最新需求。超级电容器由电极、隔膜、集流体和电解液等部分组成[9]，根据储能机理不同可分为双电层电容器（EDLCs）、法拉第电容器[10]及结合了双电层电容与法拉第电容的混合电容器。双电层电容器是通过电极表面离子的静电吸附来储存电荷，而赝电容材料的电荷储存机理依赖于离子在电极表面及近表面发生快速的氧化还原反应，因此，与双电层材料相比，赝电容材料的比电容要高一些。如图 1.2 所示是超级电容器的分类[9]。

剩余的电荷与电解液中的离子通过静电吸附相反的溶液侧排列形成与电极表面所带电荷数量相同电荷层就是 Helmholtz 层[6]。电极表面的电荷层时，通过外加电源，电子从正极传递到负极，阳正极形成双电层以保证电荷的平衡。放电时，通阴离子和阳离子完全混合，直到放电完成[18]。离过电极材料的孔传递，所以，电极材料孔的尺寸孔太小离子很难通过，就不能贡献双电层电容。器比电容：C = 容，εr、ε0分别是电解质的介电常数与真空介离，A 是材料的比表面积。

【参考文献】：
期刊论文
[1]One-pot synthesis of nickel-cobalt hydroxyfluorides nanowires with ultrahigh energy density for an asymmetric supercapacitor[J]. Jian-Fang Zhang,Yan Wang,Xia Shu,Cui-Ping Yu,Ming-Feng Xiao,Jie-Wu Cui,Yong-Qiang Qin,Hong-Mei Zheng,Yong Zhang,Dong Chen,Pulickel M.Ajayan,Yu-Cheng Wu.  Science Bulletin. 2018(05)



本文编号：3600978