二元氧化物/碳复合材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2025-02-05 18:20

　　伴随着全球经济的快速发展,能源和环境污染等问题越来越突出,人们对于清洁,高效,可持续能源的需要显得极为迫切。能量储存装置是高效使用新能源的重要部分,超级电容器有高的功率密度,长的循环寿命以及良好的安全性能,是目前研究的热点。本论文以此为基点,将高比容量的过渡金属双氢氧化物与高导电性的碳材料复合,构建结构稳定,比表面积较大的复合电极材料,结合双电层电容和氧化还原电容两种储能机理,可大幅提高材料的电化学性能,具有很好的发展前景。具体工作如下：1、采用共沉淀法制备一系列十二烷基磺酸钠和甲基丙酸甲酯共插层的锰铁水滑石,通过一定温度焙烧后,生成锰铁金属氧化物和碳的复合材料。首先考察了不同MnFe摩尔比和焙烧温度对其结构和性能的影响,MnFe摩尔比为3,焙烧温度为500℃时,具有稳定的结构和电化学循环性能。接着考察了插层量对结构和性能的影响规律,随着插层有机物量的增加,焙烧后碳含量升高,其中经过焙烧生成的碳材料具有一定程度的石墨化,导电性好,金属氧化物和碳材料在纳米尺寸的复合,有利于协同储能,有较高的比容量和循环性能。在一定范围内随着碳含量增大,复合材料的容量和循环稳定性提高,当碳含量过高时,双电层...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-3现代儿种储能装置的比功率和比能量图

?（１）功率密度高。??图１－２是现代几种储能装置的比功率和比能量图心１，从图中明显看出，超级电器的比功率（ｌ－ｌ〇ｋＷ，ｋｇ－ｉ）远远大于裡离子巧池（１５０Ｗ，ｋｇ－ｉ），由于超电容储能只在电极与电解液接触的表面，而不涉及整个电极内部，电池储能是电极材料内部发氧化还原反应，同时....

图1-5以CoFe水滑石制备C}ICoFe20,复合材料的结构示意图

伦效率达％％。其优异的电化学性能來自双组分复合产生的协同作用。图１－５是Ｗ??Ｆｅ水滑石制备复合材料的结构示意图。Ｚｈａｏ等通过层层自组装技术制备了?ＺｎＡｌ??滑石和金纳米粒的复合薄膜，并用于葡萄糖的电催化检测中，呈现出显著的电催化??能，葡萄搪浓度在（５０如ＶＩ－２０ｍＭ）范....

图３－１样品的ＸＲＤ衍射凶谱??（ａ）ＬＤＨ－２，?（ｂ）ＬＤＨ－３，?（ｃ）?ＬＤＨ－４??Ｆｉ．３－１?ＸＲＤａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｓａｍｌｅｓ??

３．３丄１?ＸＲＤ表征??采用共沉淀法合成了不同Ｍｎ／Ｆｅ比的水滑石，分别记作ＬＤＨ－２，?ＬＤＨ－３，?ＬＤＨ－４。??对样品进行ＸＲＤ表征，表征结果如图３－１所示，样品在３．４°，?７．５°，１１．２°附近出现了??水滑石的特征衍射峰，分别对应着（００３）、（００６）、（００....

图３－４?ＬＤＨ－３在不同温度灼烧后的ＸＲＤ衍射凶谱??（ａ）４００〇Ｃ，（ｂ）５００〇Ｃ，（ｃ）６００

本文编号：4030252