大容量超级电容器中二维电极材料的制备与性能研究

发布时间：2020-12-09 11:18

　　石墨烯及MXene等二维材料由于具有高导电性、高比表面积等优点被认为是超级电容器的理想电极材料,本文以石墨烯和MXene作为基体制备了氮磷共掺杂碳微球/石墨烯、氢醌复合石墨烯凝胶以及氮掺杂MXene三种电极材料,并研究了它们的电化学性能。通过水热处理制得了氮磷共掺杂的碳微球/还原氧化石墨烯纳米复合材料。所制备的纳米复合材料具有604.3 m²/g的比表面积,并且由微孔、中孔和大孔组成分级多孔结构。当将其应用于KI/H₂SO₄氧化还原电解质中时,在2 A/g下其比电容性能为654 F/g的,在402 W/kg的功率密度下能量密度为14.5 Wh/kg。即使在20 A/g的高电流下,仍可保持318 F/g的比电容,功率密度为3984 W/kg,能量密度为7.0 Wh/kg。以水热法制备氢醌改性的石墨烯凝胶作为阴极,非原位掺杂制得的氮掺杂MXene作为阳极,将两种材料应用于具有宽电压窗口的全固态非对称超级电容器。选择具有高电势的氢醌改性的石墨烯凝胶作为阴极材料,具有低放电电视的氮掺杂MXene作为阳极材料。所组装的非对称器件在... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

燃料电池、传统电池、传统电容器以及超级电容器的性能

第1章绪论-3-图1-2双电层电容器储能机理[11](2)赝电容，又称为法拉第电容，它是依靠电极材料的可逆氧化还原反应来实现存储电荷的目的。由于氧化还原反应中，一个分子的反应往往可以转移数个电荷，因此赝电容电容器一般具有较双电层电容器高的多的能量密度。同时，由于这一过程为化学过程，氧化还原反应的动力学较物理吸附慢得多，赝电容电容器的功率密度和循环稳定性比双电层电容器差。图1-3赝电容电容器储能机理[12](3)结合两种类型的能量存储方法(双电层和赝电容)而产生的第三类电容器被称为混合型超级电容器[13]。与其他两种类型不同的是，混合超级电容器通常使用不同

第1章绪论-3-图1-2双电层电容器储能机理[11](2)赝电容，又称为法拉第电容，它是依靠电极材料的可逆氧化还原反应来实现存储电荷的目的。由于氧化还原反应中，一个分子的反应往往可以转移数个电荷，因此赝电容电容器一般具有较双电层电容器高的多的能量密度。同时，由于这一过程为化学过程，氧化还原反应的动力学较物理吸附慢得多，赝电容电容器的功率密度和循环稳定性比双电层电容器差。图1-3赝电容电容器储能机理[12](3)结合两种类型的能量存储方法(双电层和赝电容)而产生的第三类电容器被称为混合型超级电容器[13]。与其他两种类型不同的是，混合超级电容器通常使用不同

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2906785