超级电容器用新型聚苯胺/二氧化锰/多孔碳电极材料的制备与研究

发布时间：2023-03-27 00:06

　　在当今的可持续发展和环保的道路上,高效的能源生产与储存成为全球追求的目标。因此,各种各样的储能技术被开发出来,其中包含机械形式储能、物理过程储能、电化学反应储能以及热储能等等。在众多储能元件中,超级电容器由于具有高功率密度、快速地充放电速率、较长的循环寿命、较大的工作温度区间等等优点,被广泛用于高功率电源中、电动车领域和便携式电子设备等领域。根据其储能机理,超级电容器可以分为双电层电容器(依靠静电吸附形成电荷双电层储能)和赝电容器(主要是依靠发生氧化还原反应储能)。一个典型的超级电容器包含有两个工作电极、电解液和隔膜,其中主要是电极上的活性材料担当了储能的角色。当前,超级电容器用电极材料有很多种,比如导电聚合物材料(聚苯胺和聚吡咯等)、金属氧化物材料(二氧化锰、氧化镍和氧化钴等)和炭基材料(多孔碳、碳纳米管和石墨烯等)。在这些材料中,聚苯胺、二氧化锰和多孔碳由于制作成本低、对环境友好、来源广泛和高理论比电容(前两者)等优点,而受到广泛关注。然而,聚苯胺和二氧化锰的实际的比电容和循环新能仍需要提升;传统的多孔碳材料又是经过活化处理煤、石油以及其衍生物来得到,而且制备的多孔碳同样展现了低比...

【文章页数】：154 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器的简介
        1.2.1 超级电容器的发展历程
        1.2.2 超级电容器的主要组成
        1.2.3 超级电容器的储能原理及分类
        1.2.4 超级电容器的应用
    1.3 超级电容器电极材料的研究现状
        1.3.1 碳基电极材料
        1.3.2 金属氧化物电极材料
        1.3.3 导电聚合物
    1.4 超级电容器用电极材料的电化学性能表征
        1.4.1 比电容
        1.4.2 倍率性能
        1.4.3 能量密度和功率密度
        1.4.4 循环性能
        1.4.5 内阻
    1.5 本文的选题意义和研究内容
    参考文献
第二章 新型聚苯胺与乙炔黑复合电极材料的制备及研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验所用的化学药品
        2.2.2 本章实验所采用的主要设备
        2.2.3 样品的合成
        2.2.4 样品的结构和成分的表征方法
        2.2.5 电极的制备和电化学测试方法
    2.3 样品形貌和结构的表征
    2.4 电极材料的电化学性能的表征
        2.4.1 电极材料的三电极电化学测试
        2.4.2 电极材料的二电极电化学测试
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 新型二氧化锰和氢氧化镍复合电极材料的制备与研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验所用的化学药品
        3.2.2 本章实验所采用的主要设备
        3.2.3 样品的合成
        3.2.4 样品的结构和成分的表征方法
        3.2.5 样品的电化学测试量方法
    3.3 样品形貌和结构的表征
        3.3.1 材料的微观形貌分析
        3.3.2 材料的物质组成分析
    3.4 样品的电化学性能的表征
        3.4.1 样品的三电极测试表征
        3.4.2 样品的二电极测试表征
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 新型玉米秸秆芯制氮掺杂多孔碳的制备与研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验所用的化学药品
        4.2.2 本章实验所采用的主要设备
        4.2.3 样品的制备
        4.2.4 样品的结构和成分的表征方法
        4.2.5 样品的电化学测试量方法
    4.3 样品形貌和结构的表征
        4.3.1 材料的微观形貌分析
        4.3.2 材料的物质组成分析
    4.4 样品的电化学性能的表征
        4.4.1 样品的水系二电极电化学测试
        4.4.2 样品的有机系二电极电化学测试
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
作者简介以及博士学习期间的科研成果
致谢



本文编号：3771970