一维铜钴二元金属氧/硫化物的制备及其在超级电容器中的应用

发布时间：2023-03-22 22:37

　　超级电容器作为一种具有高功率密度、可快速充放电、优异的循环稳定性的储能器件得到了广泛的关注。不同的电极材料以及结构形貌展现出不同的电化学性能。二元过渡金属化合物因其高的导电率、丰富的氧化还原反应以及高的理论容量,是理想的超级电容器电极材料。本文主要探究不同形貌的二元过渡金属化合物对电化学性能的影响,具体来说包括以下内容:(1)采用连续两步水热的方法设计合成了由纳米晶颗粒定向堆积组成纳米草状的CuCo₂S₄纳米阵列,这种结构表面粗糙,不仅有利于电解液的浸润与扩散,而且能够增大电极材料与电解液的接触面积。在三电极测试体系中,通过循环伏安、电化学交流阻抗和充放电曲线对其进行电化学性能测试,表现出了优异的电化学性能:在2 A g^-1下比容量值为1852 F g^-1,在大电流密度10 A g^-1下充放电循环4000圈,其容量值保持在96%以上,表现出良好的循环稳定性和倍率性能。通过KOH/PVA凝胶电解质,组装成全固态超级电容器,表现出较高的能量密度和功率密度,在功率密度为3200 W/...

【文章页数】：72 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 超级电容器概述
        1.2.1 超级电容器结构
        1.2.2 超级电容器的储能机制以及基本分类
    1.3 电极材料分类
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 过渡金属氧化物/氢氧化物
        1.3.3 过渡金属硫化物
        1.3.4 导电聚合物
    1.4 二元过渡金属化合物及其复合材料在超级电容器中的应用
        1.4.1 过渡金属化合物及其复合材料的制备方法
        1.4.2 二元过渡金属氧化物纳米材料的研究进展
        1.4.3 二元过渡金属硫化物纳米材料的研究进展
    1.5 本论文的研究目的和研究内容
        1.5.1 本论文的研究目的
        1.5.2 本论文的研究内容
第二章 实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验仪器
    2.3 实验部分
        2.3.1 CuCo₂S₄纳米草阵列的制备
        2.3.2 雪松叶状CuCo₂O₄纳米阵列的制备
        2.3.3 玉米状CuCo₂O₄纳米阵列的制备
    2.4 电极材料的结构表征
        2.4.1 x-射线衍射(XRD)
        2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.4.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.4.4 全自动比表面积和孔径测试仪(BET)
    2.5 电极材料的电化学性能测试
        2.5.1 循环伏安测试
        2.5.2 恒电流充放电测试
        2.5.3 交流阻抗测试
第三章 CuCo₂S₄纳米草阵列的制备及其电化学性能的研究
    3.1 前言
    3.2 结构表征
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 样品的扫描电镜分析
        3.2.3 样品的透射电镜分析
    3.3 电化学性能测试
        3.3.1 三电极体系
        3.3.2 两电极体系
    3.4 本章小结
第四章 雪松叶状CuCo₂O₄纳米阵列的制备及其电化学性能的研究
    4.1 前言
    4.2 结构表征
        4.2.1 XRD分析
        4.2.2 EDS分析
        4.2.3 材料的扫描电镜分析
        4.2.4 材料的透射电镜分析
        4.2.5 材料的BET测试分析
    4.3 电化学性能测试
        4.3.1 三电极体系
        4.3.2 两电极体系
    4.4 本章小结
第五章 玉米状CuCo₂O₄纳米阵列的制备及其电化学性能的研究
    5.1 前言
    5.2 结构表征
        5.2.1 XRD分析
        5.2.2 SEM-EDS elemental mapping分析
        5.2.3 材料的扫描电镜分析
        5.2.4 材料的透射电镜分析
    5.3 电化学性能测试
        5.3.1 三电极体系
        5.3.2 两电极体系
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间科研成果与个人经历
致谢



本文编号：3767725