Co/CoO基纳米复合材料的制备及其超级电容器性能研究

发布时间：2023-01-30 20:17

　　为了满足便携式电子设备和电动/混合动力汽车日益增长的需求,探索新的电极材料构建高性能赝电容器是一个重要的任务。通常,赝电容器电极材料主要包括氢氧化物(（Ni（OH）2,Co（OH）2等）或过渡金属氧化物（MnO2, RuO2, NiO, Co3O4,CoO,CuO等）,以及导电聚合物（聚苯胺,聚噻吩,聚吡咯等）,在电极表面的可逆氧化还原反应使其得到高比电容。赝电容器的性能取决于电极的电化学活性和动力学,因此,增强的离子和电子在电极和电极/电解质界面传输的动力学尤为重要。在过渡金属氧化物中,CoO具有优异的化学和物理性质,是理想的电极材料,例如它具超高理论容量,环境友好性,易合成等特性。目前,在集流体上直接生长一维（1D）CoO阵列结构已被广泛的研究。这种高孔隙率纳米结构以及垂直生长的阵列,为离子和电子在电极中和在电极/电解质界面中传输提供便利,并且潜在地提高了赝电容性能。然而在许多情况下,测试得到的电容值通常比理论值低得多,因此制备高比电容CoO基超级电容器仍是一个挑战。研究表明,金属核-氧化物壳结构的电极材料具有高循环稳定性、高倍率性能、高能量密度和高功率密度等优点,但目前关于CoO... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器的种类和工作原理
        1.2.2 超级电容器的特性
    1.3 超级电容器电极材料
        1.3.1 碳基电极材料
        1.3.2 过渡金属氧化物/氢氧化物电极材料
        1.3.3 导电聚合物电极材料
    1.4 本论文选题依据及研究内容
第二章 Co/CoO的制备及其在超级电容器上的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品及仪器
        2.2.2 样品合成
        2.2.3 表征仪器及测试方法
    2.3 样品表征
        2.3.1 前躯体的SEM和XRD分析
        2.3.2 CoO的SEM和XRD分析
        2.3.3 不同退火温度的Co/CoO的SEM分析
        2.3.4 Co/CoO的SEM和XRD分析
        2.3.5 CoO和Co/CoO的XPS分析
        2.3.6 CoO和Co/CoO的TEM分析
        2.3.7 CoO和Co/CoO的STEM和HAADF-STEM-EDS分析
    2.4 样品的电化学性能
        2.4.1 Co/CoO的前700次CV图
        2.4.2 不同退火温度的Co/CoO的CV和GCD对比图
        2.4.3 CoO和Co/CoO的EIS对比图
        2.4.4 CoO和Co/CoO的CV和GCD对比图
        2.4.5 CoO和Co/CoO的倍率性能和循环性能对比图
        2.4.6 Co/CoO的第1、798、6000次循环的充放电曲线图
    2.5 Co/CoO//AC非对称超级电容器
        2.5.1 不同质量AC负极的Co/CoO//AC的CV对比图
        2.5.2 Co/CoO//AC的CV、GCD曲线图及循环性能
        2.5.3 Co/CoO//AC点亮LED图片
    2.6 本章小结
第三章 Co/CoO/Graphene复合材料的制备及其在超级电容器中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品及仪器
        3.2.2 样品合成
        3.2.3 表征仪器及测试方法
    3.3 样品表征
        3.3.1 不同电沉积次数的Co/CoO/Graphene的SEM对比图
        3.3.2 包覆Graphene前后SEM对比图
        3.3.3 包覆Graphene前后Raman分析
        3.3.4 Co/CoO/Graphene的TEM,HRTEM和EDS分析
    3.4 样品的电化学性能
        3.4.1 不同沉积次数的Co/CoO/Graphene的EIS对比图
        3.4.2 不同沉积次数的Co/CoO/Graphene的CV和GCD对比图
        3.4.3 Co/CoO/Graphene的CV和GCD对比图
        3.4.4 Co/CoO/Graphene的循环性能
    3.5 Co/CoO/GRAPHENE//AC非对称超级电容器
        3.5.1 不同质量AC负极的Co/CoO/Graphene//AC的CV和GCD对比图
        3.5.2 Co/CoO/Graphene//AC的CV、GCD曲线图,循环性能和Regone曲线
    3.6 本章小结
第四章 结论与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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