碳基材料复合MnO 2 应用于超级电容器电极的构筑及性能研究

发布时间：2023-04-09 04:00

　　超级电容器具有较长的使用寿命,高的功率密度和快速的充放电能力,有希望成为最为理想的能量储存器件,但是,超级电容器能量密度比较低,这限制了它的实际应用,提升超级电容器电极材料的比容量是解决这个问题的方法之一。通过提升电极材料的比表面积和导电性能够有效的提升其容量。碳基材料具有较高的比表面积、良好的导电性、资源丰富、环境污染小、制备简单、方便工业生产的特点,这些特点使其具有广泛的工业应用。在目前常用的电极材料中,石墨烯由于其独特的柔性和机械稳定性吸引了人们的关注。但是由于相邻的石墨烯片层间有很强的范德华力,这会导致石墨烯片层之间因为相互吸引而聚集,最终影响石墨烯的比表面积,也会使离子传输速率下降,材料的电阻增大。负载于电极材料上的过渡金属氧化物/氢氧化物,通常用于提升超级电容器赝电容效应。在常用的过渡金属和金属氧化物中,MnO₂由于其环保,可逆,便宜和较高的理论容量的优点备受研究人员的关注。在本文中,主要研究内容是以碳基材料为基板,同时进行金属氧化物和金属颗粒的负载,从而提升材料的电化学性能。通过一种简单的真空抽滤的方法,将碳球、碳纳米管和空心碳球作为插层,分隔开石墨...

【文章页数】：90 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
        1.2.1 超级电容器的研究背景及意义
        1.2.2 超级电容器电极材料的分类
        1.2.3 超级电容器的应用前景
    1.3 本论文的选题依据及主要研究内容
第二章 石墨烯/碳球/MnO₂用于超级电容器电极材料的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂和仪器
        2.2.2 样品合成
        2.2.3 电极材料的制备及电化学测试
        2.2.4 仪器与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 结构与形貌
        2.3.2 样品的电化学性能
        2.3.3 样品的电化学阻抗测试
    2.4 本章小结
第三章 柔性石墨烯/碳纳米管/MnO₂层应用于不对称超级电容器
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及仪器
        3.2.2 材料制备及表征
        3.2.3 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 样品的表征
        3.3.2 电化学性能测试
    3.4 本章小结
第四章 柔性石墨烯/空心碳球/MnO₂应用于超级电容器电极材料的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂及仪器
        4.2.2 制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 样品的表征
        4.3.2 电化学测试
    4.4 本章小结
第五章 碳纳米管上原位生长Ag和MnO₂用于不对称超级电容器的研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂及仪器
        5.2.2 Ag/碳/MnO₂的合成
        5.2.3 ACM复合物的电化学测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 结构与性质表征
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的科研成果
附录
    附录A 中英文符号对照表
    附录B 中英文缩写对照表



本文编号：3787026