基于磷酸根离子功能化改性氧化钴正极的非对称超级电容器的设计构筑

发布时间：2022-10-04 16:51

　　未来社会实现由油气时代到可再生能源（太阳能、潮汐、风能等）时代的跨越,需要首先解决可再生能源不连续性以及不稳定性所导致的难以大规模利用的瓶颈。高效的储能器件的研制开发是解决这一瓶颈的关键。超级电容器作为一种新型的功率补偿和储能装置,结合了传统电容器与锂离子电池的优势特点,既具有快速的充放电能力又具有较高的能量储存密度,填补了两种传统技术间的空白,是高效储能器件的重点发展对象之一。本论文旨在设计高性能的非对称超级电容器电极材料,保证材料的容量的同时改善材料的循环性能,倍率性能,使其具有一定的应用价值。本文研究内容主要包括以下几个方面:一,通过采用改进的磷化处理,在Co3O4纳米片表面引入了磷酸根离子,有效提升表面反应活性,增强电化学电容性能。二,设计合成了多种石墨烯基电极材料,如分等级多孔石墨烯、三维多孔石墨烯电极。三,基于磷酸根离子改性氧化钴正极和石墨烯负极组装了非对称超级电容器,并研究其电化学性能。本论文研究了一种磷酸根离子（H2PO4-、PO3-）对四氧化三钴电极材料进行表面改性的方法,通过不同磷酸根离子对Co3O4超薄纳米片电极进行表面改性。提出了改性过程中超薄纳米片表面形貌演化... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器工作原理
        1.2.2 超级电容器的分类
    1.3 超级电容器电极的优化策略
        1.3.1 非金属元素改性
        1.3.2 电极材料的纳米结构化
        1.3.3 其他表面改性策略
    1.4 氧化钴作为超级电容器电极材料的研究进展
    1.5 石墨烯作为超级电容器电极材料的研究进展
    1.6 本论文研究内容及目的
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 研究目的
2 实验设计与测试
    2.1 实验试剂
    2.2 试验仪器设备
3 Co_3O_4正极表面磷酸根离子改性
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 处理碳布
        3.2.2 合成Co_3O_4纳米片阵列
        3.2.3 合成磷酸根离子掺杂的Co_3O_4纳米片
    3.3 材料的电化学性能测试与分析
        3.3.1 材料表征
        3.3.2 电化学性能测试
    3.4 材料的储能机理研究
    3.5 本章小结
4 石墨烯基负极材料研究
    4.1 引言
    4.2 三维石墨烯凝胶负极
        4.2.1 实验部分
        4.2.2 材料的电化学性能测试与分析
    4.3 分等级多孔石墨烯
        4.3.1 实验部分
        4.3.2 材料的电化学性能测试与分析
        4.3.3 材料的储能机理研究
    4.4 PCO//石墨烯基非对称超级电容器
        4.4.1 PCO//三维石墨烯凝胶
        4.4.2 PCO//分等级多孔石墨烯
    4.5 本章小结
5 总结
    5.1 小结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器研究进展:从电极材料到储能器件[J]. 宋维力,范丽珍.  储能科学与技术. 2016(06)
[2]超级电容器的现状及发展趋势[J]. 余丽丽,朱俊杰,赵景泰.  自然杂志. 2015(03)
[3]新型能源器件——超级电容器研究发展最新动态[J]. 钟海云,李荐,戴艳阳,李庆奎.  电源技术. 2001(05)

博士论文
[1]碳纳米管及氧化镍超级离子电容器的研究[D]. 梁逵.电子科技大学 2002



本文编号：3685404