自支撑MCo 2 S 4 （M=Mn,Ni）的调控制备及电化学性能研究
发布时间：2025-01-03 22:24
随着能源的过度开发和利用,人类已经开始面临着严峻的能源危机,因此开发和使用稳定的新能源迫在眉睫。鉴此,研究者们纷纷在研究着拥有高容量的电极材料。超级电容器作为一种高效储能装置被广泛应用于电子、航空和通信等领域。金属钠丰富的自然资源储量和低成本使得钠离子电池在电动汽车上的实际应用也开始成为人们关注的热点。MnCo2S4（MCS）和NiCo2S4（NCS）因其独特的纳米构型、制备方法多样化、良好的氧化还原特性以及成本低廉等优点已经引起了国内外研究者的关注。然而文献报道的MCS和NCS的合成工艺较为复杂,材料的微观结构演变的机理不是很清楚。基于此,本论文以泡沫镍为基底,采用一步水热法制备具有自支撑作用的MCS和NCS,通过精细调控制备过程的工艺参数对其结构进行控制、分析其形成机制,并将其应用于超级电容器和钠离子电池,期望获得电化学性能良好的电极材料。本文的主要研究内容如下:（1）采用硝酸锰（或硝酸镍）、硝酸钴为原料,硫脲为矿化剂,泡沫镍为基底,通过一步水热法得到具有自支撑作用的MCS和NCS,并系统考察了水...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究的意义
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器简介
1.2.2 超级电容器原理
1.3 超级电容器现状、研究进展
1.4 超级电容器电极材料分析
1.4.1 多孔碳材料
1.4.2 过渡金属氧化物电极材料
1.4.3 三元金属硫化物电极材料
1.5 钠离子电池概述
1.5.1 钠离子电池简介
1.5.2 钠离子电池反应原理
1.6 钠离子电池面临的技术挑战
1.7 钠离子电池电极材料
1.7.1 碳纳米材料
1.7.2 过渡金属氧化物
1.7.3 过渡金属硫化物
1.8 本论文研究内容
第二章 实验方法和测试仪器
2.1 实验原料及试验仪器与设备
2.1.1 实验原料
2.1.2 试验仪器与设备
2.2 材料表征方法
2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.2 透射电子显微镜(TEM)
2.2.3 X射线衍射仪(XRD)
2.2.4 X射线光电子能谱测试(XPS)
2.2.5 拉曼光谱仪
2.3 电池的制备及组装
2.3.1 电极片的制备
2.3.2 电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 循环伏安测试(CV)
2.4.2 恒流充放电测试(GCD)
2.4.3 电化学阻抗谱测试(EIS)
第三章 MCo2S4(M=Mn,Ni)的制备及在超级电容器的应用
3.1 引言
3.2 MCo2S4(M=Mn,Ni)的制备
3.3 MCo2S4(M=Mn,Ni)调控反应时间和金属盐浓度的SEM表征
3.4 MCo2S4(M=Mn,Ni)的电化学性能分析
3.5 MCo2S4(M=Mn,Ni)的结构与形貌分析
3.5.1 MCo2S4(M=Mn,Ni)的XRD分析
3.5.2 MCo2S4(M=Mn,Ni)的TEM分析
3.5.3 MCo2S4(M=Mn,Ni)的XPS分析
3.6 小结
第四章 MCS的制备及在钠离子电池中的应用
4.1 引言
4.2 MCS的制备及水热反应金属盐浓度的研究
4.2.1 调控金属盐浓度下MCS的 SEM图
4.2.2 调控金属盐浓度下MCS的 XRD图
4.2.3 调控金属盐浓度下MCS的拉曼光谱图
4.2.4 调控金属盐浓度下MCS的充放电曲线图和循环伏安图
4.2.5 调控金属盐浓度下MCS的倍率图
4.2.6 调控金属盐浓度下MCS的循环图
4.2.7 调控金属盐浓度下MCS的电化学阻抗谱测试
4.3 MCS的制备及水热反应温度的研究
4.3.1 调控水热反应温度下MCS的 SEM图
4.3.2 调控水热反应温度下MCS的 XRD图
4.3.3 调控水热反应温度下MCS的拉曼光谱图
4.3.4 调控水热反应温度下MCS的充放电曲线图和循环伏安图
4.3.5 调控水热反应温度下MCS的倍率图
4.3.6 调控水热反应温度下MCS的循环图
4.3.7 调控水热反应温度下MCS的电化学阻抗谱测试
4.4 小结
第五章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：4022473
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究的意义
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器简介
1.2.2 超级电容器原理
1.3 超级电容器现状、研究进展
1.4 超级电容器电极材料分析
1.4.1 多孔碳材料
1.4.2 过渡金属氧化物电极材料
1.4.3 三元金属硫化物电极材料
1.5 钠离子电池概述
1.5.1 钠离子电池简介
1.5.2 钠离子电池反应原理
1.6 钠离子电池面临的技术挑战
1.7 钠离子电池电极材料
1.7.1 碳纳米材料
1.7.2 过渡金属氧化物
1.7.3 过渡金属硫化物
1.8 本论文研究内容
第二章 实验方法和测试仪器
2.1 实验原料及试验仪器与设备
2.1.1 实验原料
2.1.2 试验仪器与设备
2.2 材料表征方法
2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.2 透射电子显微镜(TEM)
2.2.3 X射线衍射仪(XRD)
2.2.4 X射线光电子能谱测试(XPS)
2.2.5 拉曼光谱仪
2.3 电池的制备及组装
2.3.1 电极片的制备
2.3.2 电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 循环伏安测试(CV)
2.4.2 恒流充放电测试(GCD)
2.4.3 电化学阻抗谱测试(EIS)
第三章 MCo2S4(M=Mn,Ni)的制备及在超级电容器的应用
3.1 引言
3.2 MCo2S4(M=Mn,Ni)的制备
3.3 MCo2S4(M=Mn,Ni)调控反应时间和金属盐浓度的SEM表征
3.4 MCo2S4(M=Mn,Ni)的电化学性能分析
3.5 MCo2S4(M=Mn,Ni)的结构与形貌分析
3.5.1 MCo2S4(M=Mn,Ni)的XRD分析
3.5.2 MCo2S4(M=Mn,Ni)的TEM分析
3.5.3 MCo2S4(M=Mn,Ni)的XPS分析
3.6 小结
第四章 MCS的制备及在钠离子电池中的应用
4.1 引言
4.2 MCS的制备及水热反应金属盐浓度的研究
4.2.1 调控金属盐浓度下MCS的 SEM图
4.2.2 调控金属盐浓度下MCS的 XRD图
4.2.3 调控金属盐浓度下MCS的拉曼光谱图
4.2.4 调控金属盐浓度下MCS的充放电曲线图和循环伏安图
4.2.5 调控金属盐浓度下MCS的倍率图
4.2.6 调控金属盐浓度下MCS的循环图
4.2.7 调控金属盐浓度下MCS的电化学阻抗谱测试
4.3 MCS的制备及水热反应温度的研究
4.3.1 调控水热反应温度下MCS的 SEM图
4.3.2 调控水热反应温度下MCS的 XRD图
4.3.3 调控水热反应温度下MCS的拉曼光谱图
4.3.4 调控水热反应温度下MCS的充放电曲线图和循环伏安图
4.3.5 调控水热反应温度下MCS的倍率图
4.3.6 调控水热反应温度下MCS的循环图
4.3.7 调控水热反应温度下MCS的电化学阻抗谱测试
4.4 小结
第五章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：4022473
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