基于金属氧化物纳米材料的非对称超级电容器设计、组装及其性能研究

发布时间：2024-05-16 01:20

　　环境和能源的问题日渐严峻,超级电容器凭借其高能量密度、高功率密度和循环寿命长等优点成为新型储能器件的研究热点之一。但是在实际应用中能量密度往往会随着电流的增大而逐渐无法满足需求。为了解决这个技术瓶颈,非对称型超级电容器(ASC)应运而生。根据能量密度的理论计算公式,本文通过选择功函数差值较大的锰、钒金属氧化物作为正负电极,以此扩大电位窗口,并且分别将它们与碳材料和导电聚合物进行复合以达到赝电容与双电层电容器的协同耦合,以此提高比表面积和导电性等。具体工作如下:(1)使用水热法和微乳液法分别制备了海胆球形貌的α-MnO₂和层状绒球形貌的δ-MnO₂纳米材料。将所制备的MnO₂通过高能球磨法与石墨烯和碳纳米管制成Gr/CNT/MnO₂复合材料,其中α-MnO₂经过湿法球磨两个小时、加入7%PEG4000分散剂、物料质量比为8:1:1时性能较好,扫描速度为2 mV/s时,比电容为206 F/g,提高了导电性,证明了三相复合的协同作用,且比表面积提高为复合前的180%。使用超声辅助原位...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1超级电容器结构

图1.1超级电容器结构转化机理，超级电容器可分成三种[21]：碳电极或导电聚合物的法拉第准电容（赝电容）。此生双电层电容和赝电容效应，这是第三种超级

图1.2一些过渡金属氧化物的功函数示意图

7图1.2一些过渡金属氧化物的功函数示意图

图3.1(a)水热法制备的α-MnO2X射线衍射图，(b)微乳液法制备的δ-MnO2X射线衍射图

图3.1(a)水热法制备的α-MnO2X射线衍射图，(b)微乳液法制备的δ-MnO2X射线衍射图如图3.1(a)所示，在2θ=12.78°、18.11°、28.84°、37.52°、49.86°和60.27°处的衍射分别对应于(110)、(200)、(31....

图3.2(a)HBM2与δ-MnO2的X射线衍射图，(b)HBM8与α-MnO2的X射线衍射图

图3.2(a)HBM2与δ-MnO2的X射线衍射图，(b)HBM8与α-MnO2的X射线衍射图图3.2(a)为高能球磨法制备的复合材料HBM2与纯相δ-MnO2的X射线衍射图，符PDF卡片JCPDS44-0141。图3.2(b)为....

本文编号：3974490