CoNiFe-LDH/多层石墨烯复合材料的制备及其超级电容性能研究

发布时间：2023-04-05 06:38

　　超级电容器具有高功率密度的优点,但目前的能量密度低,因而限制了超级电容器的发展。双金属氢氧化物具有高比表面积,同时也具有良好的氧化还原性能,因而成为目前超级电容器的研究热点。但双金属氢氧化物的导电性能差的缺点是目前急需解决的问题。本论文研究将双金属氢氧化物负载到多层石墨烯表面,制备具有高比容量、倍率性能的复合材料。主要研究内容如下:(1)采用水热反应制备了钴铁双金属氢氧化物/多层石墨烯复合材料。对不同反应时间1、3、10小时的样品进行了形貌分析和电化学性能测试。结果表明,1小时的反应时间,在多层石墨烯表面就能形成片层CoFe-LDH(LDH:层状双金属氢氧化物)。反应更长的时间会导致LDH的分解,当反应时间为10小时,CoFe-LDH会完全分解为CoFe氧化物。对复合材料进行的电化学性能测试表明,在电流密度为1 A g^-1时,1、3、10小时反应时间的样品的比容量分别为872.5 F g^-1、462.5 F g^-1、82.5 F g^-1。在经过5000次循环充放电之后,比容量分别为原来的36.8%、...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器的背景介绍
        1.2.2 超级电容器的优点与应用
        1.2.3 超级电容器的种类和工作原理
        1.2.4 超级电容器的基本结构
    1.3 超级电容器的电极材料分类及研究进展
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 过渡金属氧化物及氢氧化物
        1.3.3 导电聚合物
    1.4 论文研究目的及主要内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第2章 实验步骤及原理
    2.1 实验材料与实验设备
    2.2 实验步骤
        2.2.1 多层石墨烯溶液的制备
        2.2.2 CoFe-LDH/多层石墨烯复合材料的制备方法
        2.2.3 CoNiFe-LDH/多层石墨烯复合材料的制备方法
    2.3 复合材料的微结构表征
        2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析
        2.3.4 能谱仪(EDS)分析
    2.4 复合材料的电化学性能表征
        2.4.1 工作电极的制备
        2.4.2 非对称超级电容器负极的制备
        2.4.3 三电极测试体系
        2.4.4 循环伏安(CV)测试
        2.4.5 恒流充放电测试
        2.4.6 交流阻抗(EIS)测试
第3章 钴铁双金属氢氧化物/多层石墨烯复合材料的结构和性能分析
    3.1 引言
    3.2 钴铁双金属氢氧化物/多层石墨烯复合材料的实验结果
        3.2.1 钴铁双金属氢氧化物/多层石墨烯复合材料XRD分析
        3.2.2 钴铁双金属氢氧化物/多层石墨烯复合材料的SEM分析
    3.3 钴铁双金属氢氧化物/多层石墨烯复合材料的电化学分析
    3.4 本章小结
第4章 钴镍铁双金属氢氧化物/多层石墨烯复合材料的制备及性能分析
    4.1 引言
    4.2 钴镍铁双金属氢氧化物/多层石墨烯复合材料的制备
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 镍铁比例对生成物的影响
        4.3.2 反应时间的改变对材料的影响
        4.3.3 反应温度的改变对材料的影响
    4.4 本章小结
第5章 钴镍铁双金属氢氧化物/多层石墨烯复合材料和活性碳组装非对称超级电容器
    5.1 引言
    5.2 非对称超级电容器的电化学分析
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3782930