Ni-Co-Al层状双氢氧化物/石墨烯—碳黑复合材料的制备及其超电容性能研究

发布时间：2022-10-20 20:11

　　超级电容器作为一种新型储能器件,由于其功率密度高、寿命长及安全性好等优点,在消费电子、新能源电动车以及后备电源等方面发挥着重要作用,引起科学界广泛的关注。但超级电容器能量密度较低、原料成本高、生产工艺不完善等缺点却严重的限制了其进一步的推广与应用,为研发高性能超级电容器,各国科学工作者开展了大量的研究工作。镍基层状双氢氧化物（Ni-based Layered double hydroxides,LDHs）具有比电容高、循环性能好和成本低的优点,但其电子电导率低,因而倍率性能较差。石墨烯具有独特的二维结构以及卓越的物理化学性质。改性后的纳米碳黑具有分散性好、尺寸小、电导率高和价格低廉等优势。将三者适当复合,控制其化学/相组成、结构和微观形貌,产生显著协同效应,有望获得高性能的超级电容器电极材料,对研发高性能超级电容器具有重要意义。本文合成了Ni-Co-Al-LDHs/石墨烯-碳黑复合材料,采用X-射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、透射电镜（TEM）、热重-差热（TG-DSC）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和循环伏安（CV）、恒流充放电（GCD）和电化学阻抗谱（EIS）测试... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 综述
    1.1 超级电容器的特点
    1.2 超级电容器的结构
    1.3 超级电容器的分类及储能原理
        1.3.1 超级电容器的分类
        1.3.2 双电层电容器的储能原理
        1.3.3 赝电容器的储能原理
        1.3.4 混合型超级电容器储能原理
    1.4 超级电容器的应用
    1.5 超级电容器电极材料研究进展
        1.5.1 碳基材料的研究进展
        1.5.2 层状双金属氢氧化物(LDHs)
    1.6 本论文的研究意义、主要内容及创新点
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 主要研究内容
        1.6.3 创新点
第二章 实验技术和仪器
    2.1 材料的表征技术
        2.1.1 热重-差热
        2.1.2 X-射线衍射
        2.1.3 场发射扫描电子显微镜
        2.1.4 透射电子显微镜
        2.1.5 傅立叶变换红外光谱
    2.2 电极样品制备
    2.3 电化学性能测试
        2.3.1 循环伏安测试
        2.3.2 恒流充放电测试
        2.3.3 交流阻抗测试
第三章 石墨烯-碳黑复合碳材料的制备及其超电容性能
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 复合碳材料的制备
    3.3 结果及讨论
        3.3.1 组成与结构表征
        3.3.2 电化学性能分析
    3.4 本章小结
第四章 LDHs/石墨烯-碳黑复合材料的制备及其超电容性能
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 LDHs/石墨烯-碳黑复合电极材料的制备
    4.3 结果及讨论
        4.3.1 组成与结构表征
        4.3.2 电化学性能分析
    4.4 本章小结
第五章 石墨烯-碳黑还原程度对其复合材料超电容性能影响
    5.1 引言
    5.2 实验
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 不同还原程度石墨烯-碳黑复合材料制备
        5.2.3 LDHs/石墨烯-碳黑复合电极材料的制备
        5.2.4 组成与结构表征
        5.2.5 电化学性能分析
    5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]双氧水氧化制备高分散性炭黑[J]. 梁晓娟,杨昕宇,弓中伟.  硅酸盐通报. 2008(06)
[2]水滑石晶体长厚比及晶粒尺寸控制方法研究[J]. 冯桃,李殿卿,EvansD.G.,段雪.  无机化学学报. 2002(11)
[3]覆钴层晶型对球形Ni（OH）2电化学性能的影响[J]. 杜晓华,姜长印.  电源技术. 2002(05)
[4]水性体系中炭黑分散的影响因素[J]. 魏彤,张友兰,王利军,白光君,魏淑杰.  涂料工业. 2002(07)
[5]氢氧化镍电极及其添加剂[J]. 曹晓燕,毛立彩,周作祥.  电池. 1994(05)



本文编号：3695225