高性能Co-Mn微/纳米超级电容器电极材料的研究

发布时间：2024-03-21 20:48

　　化石燃料的存储有限和温室效应的影响使人们不得不开始寻求可持续、清洁可再生的能源转换和存储设备。超级电容器是一种新兴的储能元件,能量密度虽然不如锂电池,但是因为功率密度大,循环寿命长,充电时间短,被认为是补充锂离子电池市场空缺的潜在设备。目前报道的超级电容器电极材料中,混合过渡金属氧化物及其复合电极材料具有高的导电能力和比电容而被广泛关注。本论文设计制备了系列Co-Mn复合氧化物微／纳米材料,并对其赝电容行为进行了研究,同时,针对目前涂覆型电极的性能较差的情况,进行了电极活化的探索。首先,发现了CV循环对电极具有活化作用,具体研究了活化方式对泡沫镍网电极和CoMn2O4/Ni电极的影响。在100 mV·s-1扫描速率下,于0-0.8 V的电压窗口内,连续循环伏安扫描4000至5000圈的活化效果最佳。泡沫镍网电极在1 mA·cm-2电流密度下的容量由初始的0.52 F·cm-3 (10.4 mF·cm-2)提升到12.4 F·cm-3 (48.0 mF·cm-2)=尽管泡沫镍网容量虽然有较大提高,但泡沫镍裸电极的倍率性能却不佳。通过负载上CoMn2O4微球可改善倍率性能。经过活化5000...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１：?（ａ）双电层电容器和化）法拉第电容器结构示意图

图３－１泡沫線活化前后０－０．５５?Ｖ电压窗口下的（ａ）循环仗安曲线：化）充放电曲线；（ｃ）体松化??容量图

电压窗曰下的循环行为进行了研究。在０－０．５５?Ｖ的电位窗口下，１００?ｍＶ?ｓ’ｉ的扫描速率??下，泡沫镶网电极分别循环１０００圈、２０００圈、３０００圈、４０００圈、５０００圈后，采集代??表性的ＣＶ曲线和恒电流充放电曲线，并计算出了相应的体积比电容，结果如图３－１所??／Ｊ....

图３－３泡沫镶电板在不同电压窗口活化后的１ｍＡ＊ｃｍ—２电流密度下的充放电曲线：（ａ）０－０．６Ｖ，化）??０－０．７Ｖ，?（Ｃ）?０－０．８Ｖ，和（ｄ）相应的体积化容量－电流密度关系

当增加循环次数，阳极和阴极的峰分别向相反方向移动，这表明在泡沫镶网表面的??组成发生了变化。充放电曲线与ＣＶ循环次数的关系如闻３－化所示。通过观察可发现，??随着循环次数增加，放电时间不断增加。不同ＣＶ循环周期后得到体积比电容量如图３－ｌｃ??所示。在ＩｍＡｘｍ－２的电流密度Ｔ，....

图３－４范沫蝶在０－０．?８?Ｖ活化的形貌变化图（ａ）原始泡沫媒；化）活化１０００圏房：（ｃ）活化３０００??圏后；（ｄ）活化５０００围后

薄片和多孔膜等。为了实现这样的功能结构，施加的电压或电流密度通常比超级电容器??电极的设计范围高。在我们的工作中，因为施加电压较低，所Ｗ泡沫镇的表面变化没那??么明显。在０－０．８?Ｖ电压窗口，ＣＶ循环活化之后泡沫镶网的表面形态变化如图３－４所示。??初始的泡沫镶网具有平坦表面（....

本文编号：3934124