钴基双金属氧化物/石墨烯复合材料制备及电容性能研究

发布时间：2023-03-29 23:01

　　超级电容器具有高功率密度、高充放电效率和安全等特点,被广泛应用于航天、交通运输和电子设备等领域。电极材料作为超级电容器的重要组成部分,将直接影响着其工作性能。钴基双金属氧化物作为赝电容材料具有高理论比容量。石墨烯作为双电层电容器的电极材料具有高导电率、大比表面积和很好的循环稳定性。本论文制备了钴基双金属氧化物与石墨烯的复合材料,既能发挥钴基双金属氧化物的高比容量,又能发挥石墨烯的高循环稳定性。其提高了整个超级电容器的电化学性能,具有重要的研究意义和应用价值。主要内容如下:1.本论文采用燃烧干燥的方法制备了具有气凝胶结构的钴镍双金属氧化物/石墨烯复合材料。三维的气凝胶结构具有连续性和丰富的孔隙结构。这种材料在电流密度为1 A g^-1时的比容量高达1694 F g^-1,经过3000次循环后容量保持率为82%,显示出了高比容量和循环稳定性。组装的钴镍双金属氧化物/石墨烯//石墨烯非对称超级电容器在电流密度为1 A g^-1时的比容量为127 F g^-1,功率密度为238.18 W kg^-1

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 超级电容器
        1.2.1 超级电容器的简介
        1.2.2 超级电容器的原理
        1.2.3 超级电容器的特点
    1.3 石墨烯
        1.3.1 石墨烯的简介
        1.3.2 石墨烯的结构
        1.3.3 石墨烯的性能
    1.4 石墨烯基超级电容器的研究进展
        1.4.1 石墨烯基超级电容器电极材料的制备方法
        1.4.2 石墨烯/碳复合材料的研究
        1.4.3 石墨烯/导电聚合物复合材料的研究
        1.4.4 石墨烯/过渡金属化合物复合材料的研究
    1.5 本论文的选题依据和研究内容
第2章 实验方法及表征
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 氧化石墨烯的制备
        2.2.2 还原氧化石墨烯的制备
        2.2.3 超级电容器电极片的制备
    2.3 材料的表征
        2.3.1 X射线衍射仪
        2.3.2 扫描电子显微镜
        2.3.3 透射电子显微镜
    2.4 材料的电化学性能测试
        2.4.1 不同体系的电化学性能测试
        2.4.2 循环伏安法测试
        2.4.3 恒电流充放电法测试
        2.4.4 交流阻抗谱法测试
    2.5 本章小结
第3章 钴镍氧化物/石墨烯复合材料制备及表征
    3.1 引言
    3.2 钴镍氧化物/石墨烯复合材料的制备
    3.3 钴镍氧化物/石墨烯复合材料的表征
    3.4 钴镍氧化物/石墨烯复合材料的电化学性能测试
    3.5 本章小结
第4章 钴酸锰/石墨烯复合材料制备及表征
    4.1 引言
    4.2 钴酸锰/石墨烯复合材料的制备
    4.3 不同反应条件对钴酸锰/石墨烯复合材料性能的影响
        4.3.1 水热温度对钴酸锰/石墨烯复合材料性能的影响
        4.3.2 水热时间对钴酸锰/石墨烯复合材料性能的影响
        4.3.3 石墨烯对钴酸锰/石墨烯复合材料性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 石墨烯负极制膜工艺的探索
    5.1 引言
    5.2 石墨烯负极制膜工艺中粘结剂的优化
        5.2.1 不同粘结剂的石墨烯负极的制备
        5.2.2 不同粘结剂的石墨烯负极的表征
        5.2.3 不同粘结剂的石墨烯负极的电化学性能测试
    5.3 石墨烯负极制膜工艺中添加剂的优化
        5.3.1 不同添加剂的石墨烯负极的制备
        5.3.2 不同添加剂的石墨烯负极的表征
        5.3.3 不同添加剂的石墨烯负极的电化学性能测试
    5.4 石墨烯负极制膜工艺中溶剂的优化
        5.4.1 不同溶剂的石墨烯负极的制备
        5.4.2 不同溶剂的石墨烯负极的表征
        5.4.3 不同溶剂的石墨烯负极的电化学性能测试
    5.5 本章小结
第6章 市场经济分析
    6.1 引言
    6.2 超级电容器的市场概况
    6.3 金属氧化物/石墨烯超级电容器的竞争分析
        6.3.1 竞争优势
        6.3.2 竞争劣势
        6.3.3 成本分析
    6.4 市场现状
    6.5 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



本文编号：3774670