钴基超级电容器电极材料微纳结构调控及其电化学性能研究
发布时间：2023-06-02 21:07
钴(Co)基电极材料具有理论容量高、制备方法简单、多价态等特点,已成为当前最具发展潜力的超级电容器电极材料之一。但Co基电极材料也存在许多问题,如导电性差、循环稳定性不佳、电势窗口较窄等,从而限制了其在超级电容器领域的发展与应用。针对这些问题,本文从材料微纳结构调控方面出发,分别构建了Co-pre纳米片@NiCo-LDHs纳米片核-壳阵列(Co-pre@NiCo-LDHs NNAs,其中Co-pre为Co(OH)2、Co5(O9.48H8.52)NO3的混合物)、CoO纳米片@MnO2纳米片核-壳阵列(CoO@MnO2 NNAs)、CoO纳米线@MnO2纳米片核-壳阵列(CoO@MnO2 NWAs)、Co9S8@氮掺杂石墨烯复合材料(Co9S8@NGR)等电极材料。同时,通过多元成分间的协同作用及非对称电...
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 储能技术概述
1.2.1 机械储能
1.2.2 电化学储能
1.2.3 电磁储能
1.3 超级电容器概述
1.3.1 超级电容器的发展史
1.3.2 超级电容器的应用
1.3.3 超级电容器的结构
1.4 超级电容器的储能机理与分类
1.4.1 双电层储能机理与双电层超级电容器
1.4.2 赝电容储能机理与赝电容超级电容器
1.4.3 混合型电容器
1.5 超级电容器的特点
1.6 超级电容器电极材料
1.6.1 碳电极材料
1.6.2 过渡金属化合物电极材料
1.6.3 导电聚合物电极材料
1.7 超级电容器性能评价
1.8 本课题的研究意义及研究内容
1.8.1 课题的研究意义
1.8.2 课题的研究内容
参考文献
第二章 实验药品、设备与分析方法
2.1 实验药品及设备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验设备
2.2 仪器表征
2.2.1 X射线衍射
2.2.2 场发射扫描电子显微镜
2.2.3 透射电子显微镜
2.2.4 低温N2气吸附
2.2.5 X射线光电子能谱
2.2.6 拉曼光谱
2.2.7 热重分析
2.3 超级电容器电极
2.3.1 泡沫Ni预处理
2.3.2 活性炭(AC)电极制备
2.4 电化学性能表征
2.4.1 循环伏安测试
2.4.2 交流阻抗测试
2.4.3 恒流充放电测试
参考文献
第三章 Co-pre纳米片@NiCo-LDHs纳米片核-壳阵列的制备及其超级电容性能研究.
3.1 引言
3.2 电极材料的制备及非对称超级电容器的组装
3.2.1 前驱体Co-preNAs的制备
3.2.2 Co-pre@NiCo-LDHsNNAs的制备
3.2.3 非对称超级电容器Co-pre@NiCo-LDHsNNAs//AC的组装
3.3 结果与讨论
3.3.1 前驱体Co-preNAs物相分析与形貌表征
3.3.2 Co-pre@NiCo-LDHsNNAs物相分析与形貌表征
3.3.3 电化学性能研究
3.3.4 Co-pre@NiCo-LDHsNNAs//AC非对称超级电容性能研究
3.4 本章小结
参考文献
第四章 CoO纳米片@MnO2纳米片核-壳阵列的制备及其非对称超级电容性能研究.
4.1 引言
4.2 电极材料的制备及非对称超级电容器的组装
4.2.1 CoO纳米片阵列的制备
4.2.2 CoO@MnO2NNAs核-壳阵列的制备
4.2.3 非对称超级电容器CoO@MnO2NNAs//AC的组装
4.3 结果与讨论
4.3.1 CoO@MnO2NNAs物相分析及形貌表征
4.3.2 反应时间对CoO@MnO2NNAs形貌及电容性能的影响
4.3.3 CoO@MnO2NNA电化学性能分析
4.3.4 CoO@MnO2NNAs//AC非对称超级电容性能研究
4.4 本章小结
参考文献
第五章 CoO纳米线@MnO2纳米片核-壳阵列的制备及其非对称超级电容性能研究.
5.1 引言
5.2 电极材料的制备及非对称超级电容器的组装
5.2.1 CoO纳米线阵列前驱体的制备
5.2.2 CoO@MnO2NWAs的制备
5.2.3 非对称电容器CoO@MnO2NWAs//AC的组装
5.3 结果与讨论
5.3.1 CoO@MnO2NWAs物相分析及形貌表征
5.3.2 反应时间对CoO@MnO2NWAs形貌及电容性能的影响
5.3.3 CoO@MnO2NWAs电化学性能分析
5.3.4 CoO@MnO2NWAs//AC非对称超级电容性能研究
5.4 本章小结
参考文献
第六章 Co9S8@NGR微纳结构设计及其非对称超级电容性能研究
6.1 引言
6.2 电极材料的制备及非对称超级电容器的组装
6.2.1 Co9S8的制备
6.2.2 Co9S8@NGR的制备
6.2.3 非对称超级电容器Co9S8@NGR//AC的组装
6.3 结果与讨论
6.3.1 Co9S8@NGR物相分析与形貌表征
6.3.2 溶剂对Co9S8@NGR形貌的调控及其电化学性能的影响
6.3.3 NGR含量对Co9S8@NGR电化学性能的影响
6.3.4 Co9S8@NGR电化学性能研究
6.3.5 Co9S8@NGR//AC非对称超级电容性能研究
6.4 本章小结
参考文献
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
攻读博士学位期间发表的文章
本文编号：3828047
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 储能技术概述
1.2.1 机械储能
1.2.2 电化学储能
1.2.3 电磁储能
1.3 超级电容器概述
1.3.1 超级电容器的发展史
1.3.2 超级电容器的应用
1.3.3 超级电容器的结构
1.4 超级电容器的储能机理与分类
1.4.1 双电层储能机理与双电层超级电容器
1.4.2 赝电容储能机理与赝电容超级电容器
1.4.3 混合型电容器
1.5 超级电容器的特点
1.6 超级电容器电极材料
1.6.1 碳电极材料
1.6.2 过渡金属化合物电极材料
1.6.3 导电聚合物电极材料
1.7 超级电容器性能评价
1.8 本课题的研究意义及研究内容
1.8.1 课题的研究意义
1.8.2 课题的研究内容
参考文献
第二章 实验药品、设备与分析方法
2.1 实验药品及设备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验设备
2.2 仪器表征
2.2.1 X射线衍射
2.2.2 场发射扫描电子显微镜
2.2.3 透射电子显微镜
2.2.4 低温N2气吸附
2.2.5 X射线光电子能谱
2.2.6 拉曼光谱
2.2.7 热重分析
2.3 超级电容器电极
2.3.1 泡沫Ni预处理
2.3.2 活性炭(AC)电极制备
2.4 电化学性能表征
2.4.1 循环伏安测试
2.4.2 交流阻抗测试
2.4.3 恒流充放电测试
参考文献
第三章 Co-pre纳米片@NiCo-LDHs纳米片核-壳阵列的制备及其超级电容性能研究.
3.1 引言
3.2 电极材料的制备及非对称超级电容器的组装
3.2.1 前驱体Co-preNAs的制备
3.2.2 Co-pre@NiCo-LDHsNNAs的制备
3.2.3 非对称超级电容器Co-pre@NiCo-LDHsNNAs//AC的组装
3.3 结果与讨论
3.3.1 前驱体Co-preNAs物相分析与形貌表征
3.3.2 Co-pre@NiCo-LDHsNNAs物相分析与形貌表征
3.3.3 电化学性能研究
3.3.4 Co-pre@NiCo-LDHsNNAs//AC非对称超级电容性能研究
3.4 本章小结
参考文献
第四章 CoO纳米片@MnO2纳米片核-壳阵列的制备及其非对称超级电容性能研究.
4.1 引言
4.2 电极材料的制备及非对称超级电容器的组装
4.2.1 CoO纳米片阵列的制备
4.2.2 CoO@MnO2NNAs核-壳阵列的制备
4.2.3 非对称超级电容器CoO@MnO2NNAs//AC的组装
4.3 结果与讨论
4.3.1 CoO@MnO2NNAs物相分析及形貌表征
4.3.2 反应时间对CoO@MnO2NNAs形貌及电容性能的影响
4.3.3 CoO@MnO2NNA电化学性能分析
4.3.4 CoO@MnO2NNAs//AC非对称超级电容性能研究
4.4 本章小结
参考文献
第五章 CoO纳米线@MnO2纳米片核-壳阵列的制备及其非对称超级电容性能研究.
5.1 引言
5.2 电极材料的制备及非对称超级电容器的组装
5.2.1 CoO纳米线阵列前驱体的制备
5.2.2 CoO@MnO2NWAs的制备
5.2.3 非对称电容器CoO@MnO2NWAs//AC的组装
5.3 结果与讨论
5.3.1 CoO@MnO2NWAs物相分析及形貌表征
5.3.2 反应时间对CoO@MnO2NWAs形貌及电容性能的影响
5.3.3 CoO@MnO2NWAs电化学性能分析
5.3.4 CoO@MnO2NWAs//AC非对称超级电容性能研究
5.4 本章小结
参考文献
第六章 Co9S8@NGR微纳结构设计及其非对称超级电容性能研究
6.1 引言
6.2 电极材料的制备及非对称超级电容器的组装
6.2.1 Co9S8的制备
6.2.2 Co9S8@NGR的制备
6.2.3 非对称超级电容器Co9S8@NGR//AC的组装
6.3 结果与讨论
6.3.1 Co9S8@NGR物相分析与形貌表征
6.3.2 溶剂对Co9S8@NGR形貌的调控及其电化学性能的影响
6.3.3 NGR含量对Co9S8@NGR电化学性能的影响
6.3.4 Co9S8@NGR电化学性能研究
6.3.5 Co9S8@NGR//AC非对称超级电容性能研究
6.4 本章小结
参考文献
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
攻读博士学位期间发表的文章
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