硫化钴/碳复合材料的制备及电化学性能

发布时间：2023-01-08 15:44

　　超级电容器由于大功率密度、长循环寿命和短充电时间而成为储能器件的研究热点,但是与电池相比较低的能量密度限制了其商业化实际应用。作为超级电容器储能特性的关键影响因素,电极材料的电化学性能提高引起了科研工作者的广泛关注。其中赝电容材料硫化钴由于理论比电容高、导电性能较氧化物好且成本低廉等优势成为具有前景的电极材料,但其存在颗粒团聚、氧化还原反应不能充分发生以及导电性能较碳材料差等问题又导致实际比电容较低、倍率性能较差、循环稳定性也有待提升。本文主要从抑制颗粒团聚增大活性面积、引入混合金属硫化物增加电化学活性和复合碳材料优化导电路径三方面入手,设计了硫化钴/碳管、硫化镍钴/碳管和硫化钴/类石墨烯碳三种复合电极材料,研究了不同试验参数对复合电极材料微观组织结构及电化学性能的影响规律,分析了不同微观组织结构对电极材料电化学性能的作用机理,并选择性能最佳样品组装成实际超级电容器器件。设计了类豌豆荚结构硫化钴/碳管复合电极材料,抑制了硫化钴颗粒团聚增大活性面积。经优化制备工艺,当退火温度为400 oC、碳包覆纳米线与硫粉质量比为1:1时,所得材料外部碳管较薄呈透明状态,内部中空硫化钴颗粒细小且分散均... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的
    1.2 超级电容器的分类及工作原理
        1.2.1 双电层电容器
        1.2.2 赝电容超级电容器
        1.2.3 非对称超级电容器
    1.3 超级电容器电极材料研究现状
        1.3.1 双电层电极材料
        1.3.2 赝电容电极材料
    1.4 硫化钴基电极材料研究现状
        1.4.1 硫化钴电极材料结构及原理
        1.4.2 硫化钴电极材料制备方法
        1.4.3 硫化钴电极材料改性方法
    1.5 主要研究内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
    2.3 组织结构分析方法
    2.4 电化学性能测试方法
        2.4.1 循环伏安测试
        2.4.2 恒流充放电测试
        2.4.3 电化学阻抗谱测试
        2.4.4 能量密度和功率密度
第3章 硫化钴/碳管复合材料的制备及电化学性能
    3.1 引言
    3.2 硫化钴/碳管复合材料的制备及形貌结构表征
    3.3 硫化钴/碳管复合材料的电化学性能测试
        3.3.1 工艺参数对硫化钴/碳管的电化学性能影响
        3.3.2 1:1硫化钴/碳管//活性炭非对称超级电容器电化学性能测试
    3.4 本章小结
第4章 硫化镍钴/碳管复合材料的制备及电化学性能
    4.1 引言
    4.2 硫化镍钴/碳管复合材料的制备及形貌结构表征
    4.3 硫化镍钴/碳管复合材料的电化学性能测试
    4.4 本章小结
第5章 硫化钴/类石墨烯碳复合材料的制备及电化学性能
    5.1 引言
    5.2 硫化钴/类石墨烯碳复合材料的制备及形貌结构表征
    5.3 硫化钴/类石墨烯碳复合材料的电化学性能测试
        5.3.1 工艺参数对硫化钴/类石墨烯碳的电化学性能影响
        5.3.2 Co_9S_8/GC-X_(2/6)//活性炭非对称超级电容器电化学性能测试
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
博士论文
[1]硫属化合物纳米阵列电极制备及超电性能研究[D]. 孙朋.大连理工大学 2018



本文编号：3728740