基于钴氧化物复合材料的超级电容器性能研究

发布时间：2017-12-29 23:00

  本文关键词：基于钴氧化物复合材料的超级电容器性能研究　出处：《华中师范大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：能源危机,环境的恶化；以及实际生产,生活的各种需要,让我们对能量存储装置有着迫切的需求,以超级电容器及等为代表的新型能量存储装置得到了很大的关注。超级电容器因为具有功率密度高,使用寿命长,比容量大,适用温度宽,装置简单,对环境友好等一系列优点而被广泛的研究而且大量应用于实际生产生活。但是超级电容器也存在能量密度低,成本高等缺点,同时可移动和可穿戴设备的兴起让我们对超级电容器的小型化,柔韧性提出了更高的要求。所以对超级电容器的研究和改善的兴趣仍然会持续,本论文在考虑社会实际需求以及超级电容器自身缺点的情况下尝试对超级电容器进行改良,主要的改良目标在于具有柔韧性的超级电容器的获得,具有更高电容量的超级电容器的制备。具体内容如下：(1)通过对贝壳进行处理获得了一种具有一定柔韧性的类似于蜂巢状的三维碳骨架。结果发现这是一种很适合作为具有一定柔韧性的超级电容器电极基底材料。通过水热法将CoMoO4纳米棒阵列生在在碳骨架上形成复合材料,复合电极的电化学测试的结果是材料具有很高的比容量(在5A/g的电流密度下具有1500F/g),很好的循环性能(在20A/g的电流密度下循环3000次后容量保有率为80%)。为了进一步探究其实际应用潜力,我们组装了一个对称的固态超级电容器,电化学测试以及点亮LED灯的结果说明材料具有潜在的应用价值。(2)通过一种简单的硫化-氧化法,即先将氧化物硫化然后再用KMnO4氧化的方法而不是通常的葡萄糖碳化法合成分层的Co3O4纳米线@MnO2纳米片阵列,通过控制硫化的时间可以调控MnO2纳米片微观结构进而调控复合材料的性能。通过分组对比发现当硫化时间为10 min时所得的复合材料具有最好的电化学性能,在10A/g的电流密度下具有420F/g的比容量,远远优于Co3O4纳米线阵列,在相同的电流密度下约为167F/g。说明这是一种十分简单灵活而且有效的方法。考虑到很多氧化物会和Na2S,所以这也是一种适用性很强的方法。(3)采用了一种简单的硫化-氧化法-沉淀法制备得到Co3O4纳米线@Co3O4纳米片分层结构,即先将Co3O4纳米线硫化然后用一定pH值溶液的APS溶液处理。值得注意的是在反应过程中并没有加入其它的钴源,而是通过直接消耗Co3O4纳米线来产生Co3O4纳米片,电化学测试的结果表明这种分层结构的电化学性能相比于Co3O4纳米线提升了接近10倍,在1.5A/g的电流密度下约2900F/g的容量。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM53

【共引文献】

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本文编号：1352219