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多级结构过渡金属氧化物与硫化物超级电容器及其应用研究

发布时间:2024-01-09 18:19
  随着各种中小型便携电子设备和新能源电动汽车的普及,对高能量密度,高功率密度和长循环寿命储电设备的需求越来越高。目前的便携储电设备主要以锂离子电池为主,但锂离子电池面临充电速度慢,循环寿命短,功率密度不足等缺点,难以继续满足人们对高性能储电设备的需求。超级电容器作为一种新兴的储电设备,基于快速的储能机制,能够弥补锂离子电池循环寿命短和功率密度不足的缺点,有望在未来储电领域发挥重要的作用。近年来,风能,太阳能,潮汐能等可再生绿色能源逐渐得到开发和使用,伴随而来的能量存储问题也亟需解决,风能,太阳能和潮汐能不像传统的水电和火电能够保持相对稳定的能量输出,而是具有显著的波动,直接进入电网会产生诸多问题,而采用化学能将其存储起来再重新分配成为一种解决方案。超级电容器在这方面具有先天的优势,或可与太阳能,风能等发电设备联用,解决电力的输送问题。多级结构纳米材料在电化学储能领域具有特殊的优势,多级结构进一步拓展了纳米材料的表面积,同时也形成了有效的电荷传输通道,是提高电极材料电化学性能的关键。本论文的主要研究内容是通过水热法在集流体上合成多级结构的纳米材料,克服粉状电极材料的相互团聚问题,从而改善电...

【文章页数】:134 页

【学位级别】:博士

【文章目录】:
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电化学储能系统综述
        1.2.1 铅酸电池
        1.2.2 锌锰电池
        1.2.3 镍镉(NiCd)电池
        1.2.4 镍氢(NiMH)电池
        1.2.5 锂金属电池
        1.2.6 锂离子电池
        1.2.7 锂(钠)硫电池
        1.2.8 金属-O2电池
        1.2.9 金属-CO2电池
        1.2.10 液流电池
    1.3 电化学超级电容器
        1.3.1 电化学超级电容器的储能原理
        1.3.2 双电层电容研究的最新进展
        1.3.3 赝电容研究的最新进展
        1.3.4 电化学超级电容器电极材料
        1.3.5 电化学超级电容器的表征方法
        1.3.6 电化学超级电容器的原位表征方法
        1.3.7 超级电容器的评价指标
        1.3.8 超级电容器优缺点
第二章 实验试剂、仪器与表征
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征
        2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.2 表面形貌的SEM观察
        2.2.3 纳米尺度形貌和晶体结构的TEM观察
        2.2.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
    2.3 电极的制备和超级电容器的组装
        2.3.1 极片的制备
        2.3.2 超级电容器的组装
        2.3.3 三电极电化学性能测试
        2.3.4 两电极电化学性能测试
第三章 NiCo2O4@MnMoO4超级电容器的制备及电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 NiCo2O4@MnMoO4核壳结构电极的制备方法
    3.3 NiCo2O4@MnMoO4核壳结构电极的结构与形貌表征
    3.4 NiCo2O4@MnMoO4核壳结构的电化学性能
    3.5 超级电容器性能
    3.6 本章小结
第四章 NiCo2O4同质多级结构超级电容器的制备及电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 NiCo2O4@NiCo2O4同质核壳结构的制备方法
    4.3 NiCo2O4@NiCo2O4同质核壳结构的结构与形貌表征
    4.4 NiCo2O4@NiCo2O4同质核壳结构的电化学性能
    4.5 超级电容器性能
    4.6 本章小结
第五章 CoSx多级结构超级电容器的制备及电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 CoSx多级结构电极的制备方法
    5.3 CoSx多级结构电极的结构与形貌表征
    5.4 CoSx多级结构电极的电化学性能
    5.5 超级电容器性能
    5.6 本章小结
第六章 NiCo2O4//AC非对称超级电容器的滤波性能研究
    6.1 引言
    6.2 NiCo2O4纳米阵列的制备方法
    6.3 NiCo2O4//AC非对称电容的滤波测试
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 未来工作展望
参考文献
致谢
简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号:3877681

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