预嵌钾氧化锰纳米结构及其在超级电容器中的应用

发布时间：2022-11-12 07:36

　　近些年来,随着科技的不断发展以及能源不断地消耗,传统的储能系统例如燃料电池、锂离子电池等,很难满足目前市场对兼具高功率密度和高能量密度储能系统的需求。混合超级电容器（HSC）是最近开发的新型能量存储系统,正负两极分别使用传统的电池电极和电容器电极,结合了电池和超级电容器的优点。它具有比双电层超级电容器具有更高的能量密度,同时保持了良好的循环稳定性。然而,由于其储能机理,混合型超级电容器的电池型电极充电放电速度较慢,这限制了它的功率密度,并使混合型设备无法像双层电容器那样快速地进行充电和放电。因此,研究并提高电池型材料的倍率性能具有重要意义。材料结构纳米化是提高电极材料利用率和倍率性能的有效途径,因为用纳米材料作为电极材料时,其较大的比表面积可以增加与电解液充分接触,同时缩短离子扩散距离进而提升功率密度。其中,锰氧基材料因其理论容量大、储量丰富、成本低廉等优点被广泛用作混合超级电容器的正极材料。本论文围绕对锰氧基材料形貌调控、晶面间距调控、不同的合成方法等方面进行研究,从而改善锰氧基材料的功率密度和能量密度。氧化锰电极材料在碱性离子混合超级电容器中的应用表明,它们都具有优异的电化学性能。... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 混合超级电容器的概述及基本原理
    1.3 混合超级电容器的研究现状
    1.4 锰氧基电极材料简介
    1.5 选题的意义及研究内容
        1.5.1 选题的意义
        1.5.2 研究内容
2 实验方法
    2.1 实验试剂和实验仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料结构表征和性能测试方法
        2.2.1 X-射线粉末衍射分析(XRD)
        2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)
        2.2.3 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)
        2.2.4 激光共聚焦拉曼光谱分析(Raman)
        2.2.5 X-射线光电子谱分析(XPS)
        2.2.6 比表面积以及孔径分析(BET)
    2.3 电化学性能测试方法
        2.3.1 单电极的制备和混合电容器的组装
        2.3.2 三电极测试体系
        2.3.3 循环伏安测试(CV)
        2.3.4 恒流充放电测试(GCD)
        2.3.5 电化学交流阻抗测试
3 水热法制备KxMnO_2纳米结构及其对电化学性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 结论与讨论
        3.3.1 样品的结构表征分析
        3.3.2 样品的电化学性能测试与分析
    3.4 本章小结
4 固相法制备预嵌钾锰氧基纳米结构探索在不同碱性电解液中的性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 结论与讨论
        4.3.1 样品KMO的结构表征分析
        4.3.2 样品的电化学测试分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的科研及实践成果
致谢
作者简介



本文编号：3705964