基于聚多巴胺的复合材料制备及电容性能研究

发布时间：2022-02-25 21:29

　　超级电容器是目前常用的一种储能装置,其较高的功率密度、较快的充放电速率、较长的循环寿命及放置时间,使得它具有很大的应用前景。在众多影响超级电容器应用的因素中,电极材料的性能和成本对超级电容器的影响极为突出,因此目前对超级电容器的研究主要集中在研发性能好、价格低的电极材料方面。本文主要以碳材料和金属氧化物为研究对象,一方面利用碳材料的高导电性和高循环稳定性,另一方面利用金属氧化物的高电容量,将两者复合制备出高性能的复合材料。在选择材料时,我们选择聚多巴胺球（PDA）为碳材料,因为聚多巴胺球表面含有许多活性基团具有一定的化学活性和吸附性,另外其在高温下可煅烧成N掺杂的碳球,从而提供更多的活性位点;金属氧化物选择了MnO₂、NiCo₂O₄和Fe₃O₄,因为其含量丰富、价格低廉且无毒环保。具体的研究内容主要有以下三个部分:（1）本文首先制备了核壳结构的PDA@MnO₂复合材料,方法简单、快速,然后采用SEM、TEM、EDS、XRD对PDA@MnO₂

【文章来源】：安徽师范大学安徽省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超级电容器组成示意图

5. 工作范围宽。超级电容器的工作温度范围宽，最低工作温度可达-50oC，最高工作温度可达+70oC，工作温度范围远宽于传统电容器和电池。除以上五点显著的优势外，超级电容器还具有工作温度范围宽、贮存时间长、环境友好等特点。基于这些优势，超级电容器在很多领域得到应用。1.3. 超级电容器的工作原理1.3.1 双电层电容双电层电容器的电荷储存是通过静电作用进行的，电解液中的阴阳离子被可逆地吸附在活性材料中，在这个电荷储存过程中电极材料并没有发生化学反应[28,29]。图 1-2 是双电层电容器的工作原理图，如图所示，充电时正极带正电、负极带负电，电解液中的阴阳离子在外加电场的作用下分别移向正极和负极，使得在电极与电解液的接触界面上形成两层相反电荷，从而产生电势差。放电时，电子从负极移动到正极，阴阳离子又移动到电解液中。

安徽师范大学硕士学位论文通过施加电压后，电极材料发生一个快速、可逆的法拉第脱附、氧化还原反应、可逆掺杂与去掺杂）来实现电荷的过程类似[28, 31]。与双电层电容器相比，赝电容电容器具有倍率性能和循环稳定性较低。赝电容常用的电极材料主要4]，导电聚合[35, 36]。


本文编号：3643918