一步电沉积制备镍钴基复合电极材料及其超级电容器应用研究

发布时间：2024-07-09 03:10

　　超级电容器相对于电池类储能元件具有高的功率密度、快速充放电的性能、长循环寿命等一系列的优点,成为了当下的研究热点。但是和电池类的储能元件相比,能量密度低限制了它的应用范围,特别是在大型用电设备中的应用。如何解决这个限制点,成为了大家研究的热门方向。电极材料是决定超级电容器性能的主要因素,所以如何去设计一个具有高比电容的电极是解决超级电容器能量密度低的关键所在。在同等条件下,赝电容材料储存电荷的水平远远高于双电层材料,其中过渡金属磷化物和硫化物具有较高的理论比电容及电化学活性而被广泛研究。但是由于制备过程复杂、倍率性能和循环稳定性较差等原因,限制了它的发展。本论文以如何简单、高效地制备高性能过渡金属磷、硫化物电极为出发点,采用一步电沉积策略,用铜/多孔氧化铜(Cu/p-CuO)纳米线和高导电碳布(CC)为基底制备了镍钴磷酸盐纳米片电极和镍钴磷硫化物电极,系统的研究了其形貌特征和电化学性能,主要内容包括:1.在多孔的Cu/p-CuO基底上面通过一步电沉积法制备多孔的超薄NiCo(HPO4)2·3H2O(简称为 NiCo-P)纳米片电极。实验证明 Cu/p-CuO/NiCo-P电极具有超高的...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器的概述
        1.2.1 双电层电容器
        1.2.2 法拉第电容器
        1.2.3 混合型电容器
    1.3 超级电容器的组成
        1.3.1 电极材料
            1.3.1.1 碳材料
            1.3.1.2 过渡金属化合物
            1.3.1.3 导电聚合物
        1.3.2 超级电容器的电解质种类
    1.4 超级电容器的测试方法以及性能指标
        1.4.1 超级电容器的测试方法
        1.4.2 超级电容器的参数及其计算
    1.5 镍钴双金属化合物的优势及其制备方法
        1.5.1 镍钴双金属化合物优势
        1.5.2 制备方法
    1.6 本课题提出的意义和研究内容
第2章 一步电沉积制备具有超高容量和倍率性能的超薄镍钴磷酸盐纳米片电极
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及试剂
        2.2.2 实验仪器及表征手段
        2.2.3 材料制备
            2.2.3.1 Cu/p-CuO纳米线阵列的合成
            2.2.3.2 Cu/p-CuO/NiCo-P纳米片材料的制备
            2.2.3.3 Cu/p-CuO/Co-P的制备
            2.2.3.4 Cu/p-CuO/Ni-P的制备
            2.2.3.5 3D石墨烯凝胶负极的制备
            2.2.3.6 非对称超级电容器(ASC)的制备
    2.3 结果与讨论
    2.4 本章小结
第3章 一步电沉积制备高性能CC/NiCo-P-S复合电极应用于超级电容器
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品及化学试剂
        3.2.2 实验仪器及表征手段
        3.2.3 材料制备
            3.2.3.1 CC/NiCo-P-S复合电极的制备
            3.2.3.2 活性炭负极的制备
            3.2.3.3 非对称超级电容器器件的制备
        3.2.4 测试与表征
            3.2.4.1 电极活性材料的物理特性表征
            3.2.4.2 电极活性材料的电性能表征
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
第4章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：4004298