面向柔性电极的氧化镍超薄纳米花片制备及储能性能的研究
发布时间：2021-05-20 12:22
随着能源危机的到来和环境问题的增多,基于超级电容器概念发展的储能设备,因其高功率密度,快速充电能力和长寿命等优点而备受关注。众所周知,决定超级电容器电化学储能性能关键因素是电极材料,因此开发新型超电容电极材料成为当前的研究热点之一。在各种过渡金属氧化物材料中,NiO具有价格低廉、易合成、高理论比容量、无毒且环境友好等优点,作为电池型电容材料之一,其开发与研究备受关注,具有重大意义。本论文基于简单的电解技术制备出了具有超薄纳米花片状形貌的氧化镍电极材料,对材料的晶体学结构、形貌特征等物理特性进行研究,并对材料作为碱性超电容正极材料活性进行了表征,进一步探索了不同制备条件对NiO超薄纳米花片电极材料的电化学储能性能的影响。本论文的主要研究内容如下:1、首先,对所制备的NiO超薄纳米花片的物理特性进行了表征。通过XRD证实了NiO的晶体学结构,并由此推断出基于电解技术的电化学反应。其次,通过TEM技术对材料的围观形貌特征进行了观察,从而证实了该NiO产品是由大量超薄纳米花片基本单元所构成的团簇结构,并且暗示了该材料较高的比表面积;再者,通过对柔性电极的SEM及EDS表征,进一步证实,NiO超...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 超级电容器
1.2.1 超级电容器概述
1.2.2 超级电容器分类
1.2.3 超级电容器组成
1.2.4 超级电容器电极材料
1.3 超级电容器研究现状
1.3.1 柔性固态超级电容器研究现状
1.3.2 氧化镍材料研究进展
1.4 本论文研究目的及内容
第2章 实验部分
2.1 实验药品与仪器
2.2 实验内容
2.2.1 超薄纳米氧化镍粉末的制备
2.2.2 柔性电极的制备
2.2.3 全电池组装
2.3 样品物性表征及测试
2.3.1 X射线衍射(XRD)表征
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)表征
2.3.3 场发射扫描电子显微镜(SEM)表征
2.3.4 X射线能谱(EDS)分析
2.3.5 拉曼光谱(Raman spectra)表征
2.4 电化学性能测试
2.4.1 循环伏安曲线测试
2.4.2 恒流充放电曲线测试
2.4.3 交流阻抗测试
第3章 氧化镍的制备及电化学性能的研究
3.1 引言
3.2 氧化镍超薄纳米花片材料的物性表征
3.2.1 氧化镍超薄纳米花片材料物性表征分析
3.2.2 TEM形貌分析
3.2.3 柔性电极EDS分析
3.3 氧化镍超薄纳米花片材料的性能研究
3.3.1 循环伏安测试分析
3.3.2 恒电流充放电测试分析
3.3.3 倍率性能测试分析
3.3.4 循环寿命分析
3.3.5 交流阻抗曲线分析
3.4 全电池性能研究
3.4.1 实验方法
3.4.2 循环伏安测试分析
3.4.3 恒电流充放电测试分析
3.4.4 倍率性能测试分析
3.4.5 能量密度与功率密度分析
3.4.6 柔性电极应用展示
3.5 本章小结
第4章 不同条件制备氧化镍材料及储能性能研究
4.1 引言
4.2 不同电解液浓度制备氧化镍材料的表征
4.2.1 循环伏安曲线分析
4.2.2 恒电流充放电曲线分析
4.2.3 倍率性能分析
4.3 不同温度制备氧化镍材料的表征
4.3.1 XRD谱图分析
4.3.2 循环伏安测试分析
4.3.3 恒电流充放电曲线分析
4.3.4 倍率性能分析
4.4 不同时间间隔制备氧化镍材料的表征
4.4.1 循环伏安曲线分析
4.4.2 恒电流充放电曲线分析
4.4.3 倍率性能分析
4.5 前驱体材料的研究
4.5.1 TEM形貌分析
4.5.2 前驱体材料的XRD谱图
4.5.3 恒流充放电测试
4.5.4 倍率性能测试
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器电解质研究进展[J]. 杨贺珍,冉奋. 材料导报. 2018(21)
[2]柔性超级电容器电极材料与器件研究进展[J]. 叶星柯,周乾隆,万中全,贾春阳. 化学通报. 2017(01)
[3]氧化镍纳米微球的水热法制备与电容性能研究[J]. 王元有,余文华. 无机盐工业. 2017(01)
[4]超级电容器研究进展:从电极材料到储能器件[J]. 宋维力,范丽珍. 储能科学与技术. 2016(06)
[5]超级电容器百篇论文点评（2015.8.1—2015.10.31）[J]. 阮殿波,郑超,陈雪丹,李林艳,周洲,左飞龙,黄益,崔超婕,顾应展,曾福娣,袁峻,乔志军,傅冠生. 储能科学与技术. 2016(01)
[6]超级电容器电极材料研究进展[J]. 谢小英,张辰,杨全红. 化学工业与工程. 2014(01)
[7]超级电容器工作电解质的研究概况[J]. 殷金玲,张宝宏. 应用科技. 2004(10)
[8]超级电容器研究及其应用[J]. 朱磊,吴伯荣,陈晖,刘明义,简旭宇,李志强. 稀有金属. 2003(03)
博士论文
[1]石墨烯基柔性纤维超级电容的电极材料研究[D]. 张雄.苏州大学 2015
硕士论文
[1]石墨烯/氢氧化镍复合电极材料的制备及其超级电容器性能研究[D]. 苑亦男.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3197747
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 超级电容器
1.2.1 超级电容器概述
1.2.2 超级电容器分类
1.2.3 超级电容器组成
1.2.4 超级电容器电极材料
1.3 超级电容器研究现状
1.3.1 柔性固态超级电容器研究现状
1.3.2 氧化镍材料研究进展
1.4 本论文研究目的及内容
第2章 实验部分
2.1 实验药品与仪器
2.2 实验内容
2.2.1 超薄纳米氧化镍粉末的制备
2.2.2 柔性电极的制备
2.2.3 全电池组装
2.3 样品物性表征及测试
2.3.1 X射线衍射(XRD)表征
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)表征
2.3.3 场发射扫描电子显微镜(SEM)表征
2.3.4 X射线能谱(EDS)分析
2.3.5 拉曼光谱(Raman spectra)表征
2.4 电化学性能测试
2.4.1 循环伏安曲线测试
2.4.2 恒流充放电曲线测试
2.4.3 交流阻抗测试
第3章 氧化镍的制备及电化学性能的研究
3.1 引言
3.2 氧化镍超薄纳米花片材料的物性表征
3.2.1 氧化镍超薄纳米花片材料物性表征分析
3.2.2 TEM形貌分析
3.2.3 柔性电极EDS分析
3.3 氧化镍超薄纳米花片材料的性能研究
3.3.1 循环伏安测试分析
3.3.2 恒电流充放电测试分析
3.3.3 倍率性能测试分析
3.3.4 循环寿命分析
3.3.5 交流阻抗曲线分析
3.4 全电池性能研究
3.4.1 实验方法
3.4.2 循环伏安测试分析
3.4.3 恒电流充放电测试分析
3.4.4 倍率性能测试分析
3.4.5 能量密度与功率密度分析
3.4.6 柔性电极应用展示
3.5 本章小结
第4章 不同条件制备氧化镍材料及储能性能研究
4.1 引言
4.2 不同电解液浓度制备氧化镍材料的表征
4.2.1 循环伏安曲线分析
4.2.2 恒电流充放电曲线分析
4.2.3 倍率性能分析
4.3 不同温度制备氧化镍材料的表征
4.3.1 XRD谱图分析
4.3.2 循环伏安测试分析
4.3.3 恒电流充放电曲线分析
4.3.4 倍率性能分析
4.4 不同时间间隔制备氧化镍材料的表征
4.4.1 循环伏安曲线分析
4.4.2 恒电流充放电曲线分析
4.4.3 倍率性能分析
4.5 前驱体材料的研究
4.5.1 TEM形貌分析
4.5.2 前驱体材料的XRD谱图
4.5.3 恒流充放电测试
4.5.4 倍率性能测试
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器电解质研究进展[J]. 杨贺珍,冉奋. 材料导报. 2018(21)
[2]柔性超级电容器电极材料与器件研究进展[J]. 叶星柯,周乾隆,万中全,贾春阳. 化学通报. 2017(01)
[3]氧化镍纳米微球的水热法制备与电容性能研究[J]. 王元有,余文华. 无机盐工业. 2017(01)
[4]超级电容器研究进展:从电极材料到储能器件[J]. 宋维力,范丽珍. 储能科学与技术. 2016(06)
[5]超级电容器百篇论文点评（2015.8.1—2015.10.31）[J]. 阮殿波,郑超,陈雪丹,李林艳,周洲,左飞龙,黄益,崔超婕,顾应展,曾福娣,袁峻,乔志军,傅冠生. 储能科学与技术. 2016(01)
[6]超级电容器电极材料研究进展[J]. 谢小英,张辰,杨全红. 化学工业与工程. 2014(01)
[7]超级电容器工作电解质的研究概况[J]. 殷金玲,张宝宏. 应用科技. 2004(10)
[8]超级电容器研究及其应用[J]. 朱磊,吴伯荣,陈晖,刘明义,简旭宇,李志强. 稀有金属. 2003(03)
博士论文
[1]石墨烯基柔性纤维超级电容的电极材料研究[D]. 张雄.苏州大学 2015
硕士论文
[1]石墨烯/氢氧化镍复合电极材料的制备及其超级电容器性能研究[D]. 苑亦男.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3197747
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