镍钴基化合物的制备及其电容性能的研究
发布时间：2020-12-10 22:12
随着时代的快速发展和社会的不断进步,人们对能源储存装置的需求越来越高。超级电容器是一种介于普通电容器和电池之间的储能装置,具有充电时间短,功率密度大,寿命长,绿色环保,维护成本低等一系列优点,广泛应用在电动汽车,移动通讯和可穿戴电子设备等多个领域。超级电容器性能受电极材料结构的影响很大,引发了研究工作者广泛的研究兴趣。本论文中通过悬挂水热法在碳布上合成了蜂窝状结构的硫化镍钴（NiCo2S4）柔性电极材料,通过化学共沉淀法制备了不同形貌的钼酸镍钴(NixCo1-xMoO4)电极材料。具体如下:采用一种简单的悬挂水热法在碳布上直接制备了形貌均匀的NiCo2S4纳米片阵列（NiCo2S4/CC）用作柔性超级电容器的正极。由于其NiCo2S4纳米片均匀的三维蜂窝状结构,制备的NiCo2S4/CC电极具有高的比表面...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
四种常见储能设备的Ragone图
青岛大学硕士学位论文3制了电池的充电速率和的功率密度，导致其功率密度较低[11]。超级电容器既有传统电容器的高功率特性又兼有电池的容量特性，使其成为极具潜力的储能装置。超级电容器的比电容和功率密度高，循环寿命长等特性，使其在太阳能，风能等发电系统应用广泛。人们可以用它来抵消太阳光和风力强度变化带来的电能波动，使其电能在储存后进行使用时输出的电压保持稳定，可以满足电力设备需求。与此同时，二次电池在新能源汽车领域因为其小的功率密度和短的循环寿命等问题，限制了汽车的性能。将超级电容器与之配合互补，不仅可以提高汽车存储的能量，而且还可以在汽车需要大功率的时候可以进行快速放电，保护二次电池免受更大的损耗[12-15]。现如今随着对超级电容器的需求的不断提高，人们对超级电容器的性能也提出了更高的要求。1.3超级电容器分类图1.2常用超级电容器的分类。（摘自参考文献[16]，版权2019Elsevier）Figure1.2Classificationofcommonsupercapacitors[16].超级电容器拥有高比电容、快速充放电速率，高功率密度，循环寿命长等一系列其他储能装置无法比拟的电化学性能，吸引了人们的广泛关注。通常来说，两个电极，一份电解液和一个分离器构成了组装超级电容器所需的组件。超级电容器的配置可以是对称的，也可以是非对称的[17]。两个电极被一个分离器（滤纸，玻璃纸、纤维素或聚丙烯腈膜）分开，分离器具有离子输运功能，具有的良好离子渗透性能。如图1.2所示，按照储能机理的不同，可将超级电容器分为以下三种：双电层电容器(DoubleLayerCapacitors，EDLC)、赝电容器(Pseudocapacitors)和杂化超级电容器（Hybridcapacitors）[18]。
青岛大学硕士学位论文41.3.1双电层电容器图1.3双电层电容器的原理图。（摘自参考文献[19]，版权2017Elsevier）Figure1.3Schematicdiagramofdoublelayersupercapacitor[19].双电层超级电容器是在世界上首先被研发出来的一种超级电容器类型，它在1957被人们通过使用活性炭材料研制成功并随之获得了专利。双电层超级电容器的结构组成和储能机理如图1.3所示，双电层超级电容器的基本组件为两个电极，电解液和离子渗透隔膜构。电极通常由集流体、粘结剂和具有高比表面积的活性材料（例如活性炭）三部分组成。电解液和常规电容器不同，通常为氢氧化钾，硫酸或碳酸钠等酸、碱、盐的溶液[20-23]。EDLC的储能机理是非法拉第过程，在电极上电荷存储以静电吸附方式存在，电荷转移不会在电极和电解质之间产生。由于外部电压作用，亥姆霍兹双电层会在电极和电解质界面之间产生，使得界面上的电解质吸附解吸附快速发生，导致双电层电容器功率大，可逆性高以及循环稳定性强等优点。双电层超级电容器的电容通过公式1-(1)来测量：=A1-(1)其中C是双电层电容器的电容，A是双电层电容器电极的表面积,是介电常数和d是有双电层有效宽度。从公式中可以看出双电层电容器的电容随着电极比表面积的增大而增大，所以现如今化学性质稳定，导电率高，比表面积高的碳材料如碳纳米
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器用碳基电极材料研究进展[J]. 郭慰彬,陈嘉炼,刘金玲,白欣,陈登龙. 电子元件与材料. 2019(01)
[2]用于高性能非对称超级电容器电极的泡沫镍负载分层介孔Co3O4@ZnCo2O4混合纳米线阵列（英文）[J]. 李蒙刚,杨微微,黄雅荣,于永生. Science China Materials. 2018(09)
[3]超级电容器的现状及发展趋势[J]. 余丽丽,朱俊杰,赵景泰. 自然杂志. 2015(03)
本文编号：2909362
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
四种常见储能设备的Ragone图
青岛大学硕士学位论文3制了电池的充电速率和的功率密度，导致其功率密度较低[11]。超级电容器既有传统电容器的高功率特性又兼有电池的容量特性，使其成为极具潜力的储能装置。超级电容器的比电容和功率密度高，循环寿命长等特性，使其在太阳能，风能等发电系统应用广泛。人们可以用它来抵消太阳光和风力强度变化带来的电能波动，使其电能在储存后进行使用时输出的电压保持稳定，可以满足电力设备需求。与此同时，二次电池在新能源汽车领域因为其小的功率密度和短的循环寿命等问题，限制了汽车的性能。将超级电容器与之配合互补，不仅可以提高汽车存储的能量，而且还可以在汽车需要大功率的时候可以进行快速放电，保护二次电池免受更大的损耗[12-15]。现如今随着对超级电容器的需求的不断提高，人们对超级电容器的性能也提出了更高的要求。1.3超级电容器分类图1.2常用超级电容器的分类。（摘自参考文献[16]，版权2019Elsevier）Figure1.2Classificationofcommonsupercapacitors[16].超级电容器拥有高比电容、快速充放电速率，高功率密度，循环寿命长等一系列其他储能装置无法比拟的电化学性能，吸引了人们的广泛关注。通常来说，两个电极，一份电解液和一个分离器构成了组装超级电容器所需的组件。超级电容器的配置可以是对称的，也可以是非对称的[17]。两个电极被一个分离器（滤纸，玻璃纸、纤维素或聚丙烯腈膜）分开，分离器具有离子输运功能，具有的良好离子渗透性能。如图1.2所示，按照储能机理的不同，可将超级电容器分为以下三种：双电层电容器(DoubleLayerCapacitors，EDLC)、赝电容器(Pseudocapacitors)和杂化超级电容器（Hybridcapacitors）[18]。
青岛大学硕士学位论文41.3.1双电层电容器图1.3双电层电容器的原理图。（摘自参考文献[19]，版权2017Elsevier）Figure1.3Schematicdiagramofdoublelayersupercapacitor[19].双电层超级电容器是在世界上首先被研发出来的一种超级电容器类型，它在1957被人们通过使用活性炭材料研制成功并随之获得了专利。双电层超级电容器的结构组成和储能机理如图1.3所示，双电层超级电容器的基本组件为两个电极，电解液和离子渗透隔膜构。电极通常由集流体、粘结剂和具有高比表面积的活性材料（例如活性炭）三部分组成。电解液和常规电容器不同，通常为氢氧化钾，硫酸或碳酸钠等酸、碱、盐的溶液[20-23]。EDLC的储能机理是非法拉第过程，在电极上电荷存储以静电吸附方式存在，电荷转移不会在电极和电解质之间产生。由于外部电压作用，亥姆霍兹双电层会在电极和电解质界面之间产生，使得界面上的电解质吸附解吸附快速发生，导致双电层电容器功率大，可逆性高以及循环稳定性强等优点。双电层超级电容器的电容通过公式1-(1)来测量：=A1-(1)其中C是双电层电容器的电容，A是双电层电容器电极的表面积,是介电常数和d是有双电层有效宽度。从公式中可以看出双电层电容器的电容随着电极比表面积的增大而增大，所以现如今化学性质稳定，导电率高，比表面积高的碳材料如碳纳米
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器用碳基电极材料研究进展[J]. 郭慰彬,陈嘉炼,刘金玲,白欣,陈登龙. 电子元件与材料. 2019(01)
[2]用于高性能非对称超级电容器电极的泡沫镍负载分层介孔Co3O4@ZnCo2O4混合纳米线阵列（英文）[J]. 李蒙刚,杨微微,黄雅荣,于永生. Science China Materials. 2018(09)
[3]超级电容器的现状及发展趋势[J]. 余丽丽,朱俊杰,赵景泰. 自然杂志. 2015(03)
本文编号：2909362
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