石墨烯基电极材料的制备及其电化学储能特性研究
发布时间：2024-03-22 19:43
论文将石墨烯量子点(GQDs)代替商品化导电炭黑(CB)用作新型纳米尺寸(～10nm)的导电剂,制备具有良好导电网络的活性炭基电极,考察石墨烯表面性质对电极的电化学储能特性的影响。同时,以氧化石墨烯为前驱体,复合表面活性剂,通过喷雾造粒-热还原法制备还原氧化石墨烯微花,研究材料的晶体层间结构、含氧官能团和缺陷等与电化学性能之间的“构效关系”,确定出适用于电容器电解液存储和锂离子脱嵌的最佳结构。具体研究内容如下:首先将不同添加量的GQDs作为新型纳米级导电剂,与活性炭(AC)采用直接液相复合(AC-G)和热还原复合(AC-HG)两种方式,分别制备具有良好导电网络的系列电极,考察了两种复合方式对活性炭电极结构特性与双电层电容性能的影响。结果表明:(1)添加1wt%GQDs的AC电极呈现出优异的比电容和倍率性能,当电流密度从0.1Ag-1增加到1OAg-1,其比电容由110Fg-1降到85Fg-1;明显优于添加10 wt%CB的AC电极(100 F g-1降为65 F g-...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器研究概况
1.2.1 超级电容器储能机理及分类
1.2.2 超级电容器的材料及组成
1.3 锂离子电池研究概况
1.3.1 锂离子储能机理
1.3.2 锂离子电池的结构
1.4 石墨烯的研究概况
1.4.1 石墨烯的简介
1.4.2 石墨烯在超级电容器中的应用
1.4.3 石墨烯在锂离子电池中的应用
1.5 喷雾造粒法简述
1.6 本论文选题依据及主要研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料与实验仪器
2.1.1 原料来源
2.1.2 实验所用仪器和设备
2.2 材料结构与形貌表征
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
2.2.2 拉曼光谱分析(Raman)
2.2.3 透射电镜(TEM)
2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.5 元素分析
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.7 红外光谱分析(FTIR)
2.2.8 热重分析(TG)
2.2.9 比表面积及孔结构分析
2.3 纽扣电容器/半电池的组装
2.3.1 纽扣电容器的组装
2.3.2 纽扣锂离子半电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 恒电流充放电测试(GCD)
2.4.1.1 电容器的恒电流充放电测试
2.4.1.2 锂离子半电池的恒电流充放电测试
2.4.2 循环伏安测试(CV)
2.4.2.1 超级电容器的循环伏安测试
2.4.2.2 锂离子半电池的循环伏安测试
2.4.3 交流阻抗测试(EIS)
2.4.3.1 超级电容器的交流阻抗测试
2.4.3.2 锂离子半电池的交流阻抗测试
第三章 石墨烯量子点用作活性炭基电容器导电剂的性能研究
3.1 引言
3.2 复合电极的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 形貌表征
3.3.2 结构表征
3.3.3 电化学性能研究
3.4 本章小结
第四章 还原氧化石墨烯微花的制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验内容
4.2.1 氧化石墨烯微花的制备
4.2.2 还原氧化石墨烯微花的制备
4.2.3 电极制备和器件组装
4.3 石墨烯微花的形貌与结构表征
4.3.1 TG和FTIR分析
4.3.2 SEM和TEM分析
4.3.3 XRD和Raman分析
4.3.4 XPS和元素分析测试
4.4 超级电容器电化学性能表征
4.4.1 恒流充放电测试
4.4.2 循环伏安测试
4.4.3 交流阻抗测试
4.5 锂离子电池电化学性能表征
4.5.1 循环伏安测试
4.5.2 恒流充放电测试
4.5.3 循环性能测试
4.5.4 交流阻抗测试
4.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢
本文编号：3934866
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器研究概况
1.2.1 超级电容器储能机理及分类
1.2.2 超级电容器的材料及组成
1.3 锂离子电池研究概况
1.3.1 锂离子储能机理
1.3.2 锂离子电池的结构
1.4 石墨烯的研究概况
1.4.1 石墨烯的简介
1.4.2 石墨烯在超级电容器中的应用
1.4.3 石墨烯在锂离子电池中的应用
1.5 喷雾造粒法简述
1.6 本论文选题依据及主要研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料与实验仪器
2.1.1 原料来源
2.1.2 实验所用仪器和设备
2.2 材料结构与形貌表征
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
2.2.2 拉曼光谱分析(Raman)
2.2.3 透射电镜(TEM)
2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.5 元素分析
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.7 红外光谱分析(FTIR)
2.2.8 热重分析(TG)
2.2.9 比表面积及孔结构分析
2.3 纽扣电容器/半电池的组装
2.3.1 纽扣电容器的组装
2.3.2 纽扣锂离子半电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 恒电流充放电测试(GCD)
2.4.1.1 电容器的恒电流充放电测试
2.4.1.2 锂离子半电池的恒电流充放电测试
2.4.2 循环伏安测试(CV)
2.4.2.1 超级电容器的循环伏安测试
2.4.2.2 锂离子半电池的循环伏安测试
2.4.3 交流阻抗测试(EIS)
2.4.3.1 超级电容器的交流阻抗测试
2.4.3.2 锂离子半电池的交流阻抗测试
第三章 石墨烯量子点用作活性炭基电容器导电剂的性能研究
3.1 引言
3.2 复合电极的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 形貌表征
3.3.2 结构表征
3.3.3 电化学性能研究
3.4 本章小结
第四章 还原氧化石墨烯微花的制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验内容
4.2.1 氧化石墨烯微花的制备
4.2.2 还原氧化石墨烯微花的制备
4.2.3 电极制备和器件组装
4.3 石墨烯微花的形貌与结构表征
4.3.1 TG和FTIR分析
4.3.2 SEM和TEM分析
4.3.3 XRD和Raman分析
4.3.4 XPS和元素分析测试
4.4 超级电容器电化学性能表征
4.4.1 恒流充放电测试
4.4.2 循环伏安测试
4.4.3 交流阻抗测试
4.5 锂离子电池电化学性能表征
4.5.1 循环伏安测试
4.5.2 恒流充放电测试
4.5.3 循环性能测试
4.5.4 交流阻抗测试
4.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢
本文编号：3934866
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3934866.html
教材专著
