二维MXene/镍基复合材料制备及其电化学性能研究

发布时间：2023-05-11 00:42

　　超级电容器作为高效的储能装置,具有充放电速率快、功率密度高、安全环保等优势。但是,低能量密度限定其发展与推广。镍基化合物作为电极活性材料具有理论容量高的优点。然而,镍基化合物的本征导电性差且充放电过程中结构不稳定,导致其循环寿命、倍率性等电化学性能不理想。为克服上述存在的问题,本论文提出了制备复合材料的策略。通过结构设计,将镍基化合物与高导电性的载体材料复合,充分发挥二元材料各自的优点形成正协同效应,解决镍基化合物导电性差和稳定性差的问题,进而获得具有高比容量、高倍率性以及长循环寿命的复合电极材料。同时,研究复合电极材料在混合电容器中的应用,得到能量密度高、性能稳定的储能器件。主要工作如下:1.以硝酸镍水溶液为前驱液,在泡沫镍上水热原位长Ni(OH)₂纳米片。研究了硝酸镍浓度对Ni(OH)₂纳米片厚度的影响。Ni(OH)₂纳米片彼此交错,交织成多孔,便于离子扩散和电荷传输。当加入0.12 mmol硝酸镍时,所得0.12M-NHNF复合物具有更优异的性能。分别以0.12M-NHNF和活性炭为正负极组装混合电容器,展现出高能...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 超级电容器
        1.1.1 双电层超级电容器
        1.1.2 赝电容超级电容器
        1.1.3 混合超级电容器
    1.2 超级电容器的电极材料
        1.2.1 双电层电极材料
        1.2.2 赝电容电极材料
        1.2.3 电池型电极材料
    1.3 超级电容器的复合电极材料
        1.3.1 双电层复合电极材料
        1.3.2 赝电容复合电极材料
        1.3.3 电池型复合电极材料
        1.3.4 双电层与电池型复合电极材料
        1.3.5 赝电容与电池型复合电极材料
    1.4 选题依据及研究内容
2 实验部分
    2.1 主要药品
    2.2 仪器和设备
    2.3 电极材料的表征
        2.3.1 扫描电子显微镜
        2.3.2 透射电子显微镜
        2.3.3 X射线衍射
        2.3.4 X射线光电子能谱
        2.3.5 原子力显微镜
    2.4 电化学测试
        2.4.1 制备工作电极
        2.4.2 循环伏安测试
        2.4.3 恒电流充放电测试
        2.4.4 电化学交流阻抗测试
        2.4.5 超级电容器电化学测试
3 Ni(OH)₂/Ni复合物的制备及其在超级电容器中的研究
    3.1 前言
    3.2 Ni(OH)₂/Ni复合电极材料的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 物相及形貌结构表征
        3.3.2 电化学测试
        3.3.3 0.12 -NHNF//AC混合电容器电化学测试
    3.4 本章小结
4 Ti₃C₂/Ni₂CO₃(OH)₂ 复合物制备及其在超级电容器中的研究
    4.1 前言
    4.2 Ti₃C₂/Ni₂CO₃(OH)₂ 复合物的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 物相及形貌结构表征
        4.3.2 电化学测试
        4.3.3 30 -Ti₃C₂/Ni₂CO₃(OH)₂//AC混合超级电容器电化学测试
    4.4 本章小结
5 自组装法制备d-Ti₃C₂/NF复合物及电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 d-Ti₃C₂/NF复合物的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 物性及形貌结构表征
        5.3.2 电化学性能表征
        5.3.3 d-Ti₃C₂/NF//2D Ti₃C₂ 非对称超级电容器电化学测试
    5.4 本章小结
6 Ni₃S₂/d-Ti₃C₂/NF复合物制备及其在超级电容器中的应用
    6.1 引言
    6.2 Ni₃S₂/d-Ti₃C₂/NF复合物的制备
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 物性及形貌结构表征
        6.3.2 电化学性能测试
        6.3.3 Ni₃S₂/d-Ti₃C₂/NF//AC混合超级电容器的电化学测试
    6.4 本章小结
结论
创新点
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3813812