超级电容器用纳米氧化锌/石墨烯复合材料的制备与应用研究

发布时间：2024-02-15 08:44

　　随着人类社会的发展和科技进步，人类生活水平大大提高，随之而来的能源问题变得日益严峻。为了解决能源问题，一方面是寻找新的可再生能源，另一方面是将现有能源存储和运输。储能材料的出现解决了能源时间和空间上分布不均的问题，因此储能材料的发展对人类社会的可持续发展起着至关重要的作用。常用的储能设备主要为以二次电池和超级电容器为主的储电设备。随着电子产品性能的提升，正常工作的功率越来越大，耗能越来越高，使得目前的储能器件越来越难以满足需求。电池虽然储能密度相对较高，但是存在功率小、寿命短、充电时间长等缺陷。超级电容器具有充放电快、功率大、循环性好等优点，正好可以弥补电池的不足。但超级电容器的储能密度较低，如何进一步提高超级电容器的储电性能已成为研究的关键问题。 目前的电极材料中，氧化钌具有良好的储电性能，但是原料稀少，价格昂贵，从而限制氧化钌的应用范围。相比于氧化钌而言，来源较为广泛的氧化锰、氧化钴、氧化镍等物质虽然具有一定的储电性能，但是由于内阻过大，其储电性能较差，离替代氧化钌作为超级电容器的储能材料还有一定的距离。由于理想的石墨烯具有良好的电学性能，使得解决超级电容器储电性能差的问题成为可能...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1→2为充电过程，E0-Ea为充电状态正极电位,2→1为放

拉第准电容器（如图1-2）又叫赝电容，是由电极表面或者相体中形成准二维的空间上发生的活性材料的欠电位沉积，形成了高度可逆的氧化学脱吸附反应[17]。从而产生电极的充电电电位有关的电容，就叫做法。其中化学吸脱附的过程一般为：电解液中的阴阳离子（一般为H+或OH电场下从电解液中迁移....

图1-4铅锌矿晶体结构示意图

mF/cm2的单位面积电容和151F/cm3的单位体积电容。，单纯以石墨烯为电极材料的双电层超级电容器的比电容聚。采用导电聚合物和石墨烯复合制备电极虽然比容量较环性能相对不足。因此本论文采用金属氧化物和石墨烯进作为超级电容器的电极材料。从成本、合成工艺、环境友虑，本论文采用氧化....

图1-5本论文所采用的技术路线图

15图1-5本论文所采用的技术路线图本论文先采用天然石墨为原料进行氧化石墨烯的制备，将制备好的氧化石墨烯按照一定浓度配制成溶液并超声，加入乙酸锌和氢氧化钠（或氢氧化钾），经水浴后制备出纳米氧化锌复合材料。将所制备的纳米氧化锌/石墨烯复合材料制备成超级电容器的电极，然后将电....

图3-2纳米氧化锌颗粒的SEM照片

氧化锌颗粒的表征艺流程图3-1制备的纳米氧化锌颗粒的SEM测试图如图3-2

本文编号：3899486