二维层状材料及其复合材料的制备与电化学储能研究

发布时间：2023-10-21 09:04

　　随着化石能源的急剧消耗,能源危机使得人们对新型可再生能源的需求更加迫切。二次电池的低功率密度和对电化学储能不断增长的需求之间的矛盾,使得寻找新的替代能量存储装置至关重要。超级电容器凭借其超高的功率密度、极短的充电时间、超长的循环寿命等优点,得到广大科研人员的青睐。因此本论文以诸多二维层状结构材料为研究对象,取得如下研究成果:(1)通过乙醇胺辅助溶剂热法合成了在石墨烯(Graphene,GR)片层表面上具有超分散性NiCo₂S₄纳米粒子的NiCo₂S₄@GR纳米复合材料。在三电极体系中,1 A g^-1的电流密度下表现出1708 F g^-1的比电容。与活性炭(AC)作为负极组装非对称超级电容器,该器件,功率密度为0.85 kW kg^-1时,能量密度高达68.5 Wh kg^-1,高功率密度为17.0kW kg^-1,能量密度仍有37.7 Wh kg^-1。优异的电化学性能使得Ni...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简述
    1.3 超级电容器的组成
    1.4 超级电容器的储能机理
        1.4.1 双电层电容器
        1.4.2 赝电容器
        1.4.3 混合型电容器
    1.5 超级电容器电极材料的研究概况
        1.5.1 碳材料
        1.5.2 金属氧化物
        1.5.3 金属硫属化物
        1.5.4 导电聚合物
    1.6 二维层状材料在超级电容器的应用
        1.6.1 石墨烯
        1.6.2 类石墨烯二维层状材料
    1.7 本论文的选题依据及主要研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验条件
        2.1.1 主要实验原料及试剂
        2.1.2 主要测试仪器与设备
    2.2 超级电容器电极的制备及组装
        2.2.1 电极基底(集流体)的前处理
        2.2.2 超级电容器极片制备
        2.2.3 电解液选取
    2.3 测试方法及原理
        2.3.1 三电极体系
        2.3.2 两电极体系
    2.4 超级电容器的电化学性能表征方法
        2.4.1 循环伏安测试
        2.4.2 充放电测试
        2.4.3 交流阻抗测试
第三章 NiCo₂S₄@GR纳米复合材料的制备及其储能性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 NiCo₂S₄@GR的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 物理性质表征
        3.3.2 电化学性能表征
    3.4 小结
第四章 二维层状Ni_xCo₂Al-LDH的制备及其及其储能性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 Ni_xCo₂Al-LDH的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 物理性质表征
        4.3.2 电化学性能表征
    4.4 小结
第五章 CoSe₂@GR的制备及其储能性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 CoSe₂@GR的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 物理性质表征
        5.3.2 电化学性质表征
    5.4 小结
结论与展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3855543