Ni-S电极材料的制备与电化学性能研究

发布时间：2023-07-25 00:19

　　随着便携电子设备的迅猛发展,以及能源的时空分布不均衡性,对能量存储器件提出了更高的要求。超级电容器是目前最有潜力的储能器件,电极材料是提升其性能的核心。过渡金属镍基硫化物作为电极材料电化学活性高、安全系数高、理论容量高备受研究者青睐。但单一材料导电性差、实际容量低限制了其实际应用。本文工作致力于研制容量高,电化学阻抗低的超级电容器电极材料。本文从掺杂元素并制备不同形貌的电极材料入手,利用电沉积法、水热法、煅烧法制备了不同微观形貌的复合电极材料,利用电化学测试手段对电极材料进行了性能测试。(1)通过循环伏安电沉积法,在镍基硫化物中掺杂导电性好的钼元素,制备了无粘结剂的网状结构NiMoS_x电极材料。通过控制电沉积电压范围改变离子传输速度,制备不同形貌的电极材料,NiMoS_x-3展现出出色的电化学性能,在单电极材料测试中,当电流密度扩大到10倍时,其质量比电容保持初始的86.0%,长循环测试6000圈后电极的质量比容量保持1129.0 F/g。两电极测试体系中,非对称超级电容器NiMoS_x-3//AC在电流密度扩大10倍时比电...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 本课题研究背景与意义
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器的结构
        1.2.2 超级电容器的分类及其储能机理
    1.3 电极材料的研究进展
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 过渡金属化合物材料
        1.3.3 导电聚合物材料
    1.4 超级电容器的应用
    1.5 本课题选题依据主要研究内容
第2章 实验及测试部分
    2.1 引言
    2.2 实验药品和原料
    2.3 实验和测试仪器
    2.4 电极材料的制备方法
    2.5 结构表征方法
        2.5.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.5.2 透射电子显微镜(TEM)
        2.5.3 X射线衍射(XRD)
        2.5.4 X射线光电子能谱(XPS)
    2.6 电化学测试及计算方法
        2.6.1 循环伏安测试(CV)
        2.6.2 恒流充放电测试(GCD)
        2.6.3 电化学阻抗测试(EIS)
        2.6.4 循环稳定性测试
        2.6.5 非对称超级电容器器件的拼装
第3章 NiMoS_x电极材料的制备及电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 泡沫镍基底的预处理
        3.2.2 NiMoS_x电极材料的制备
    3.3 结果分析与讨论
        3.3.1 电极材料的微观结构与表面状态分析
        3.3.2 电极材料在三电极体系中的电化学性能分析
        3.3.3 电极材料在两电极体系中的电化学性能分析
    3.4 本章小结
第4章 花状Ni₃S₂/Ni₁₂P₅ 电极材料的制备表征及电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 Ni₃S₂/Ni₁₂P₅ 电极材料的制备
        4.2.2 Ni₃S₂电极材料的制备
        4.2.3 Ni₂P电极材料的制备
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 电极材料的微观结构与表面状态分析
        4.3.2 电极材料在三电极体系中的电化学性能分析
        4.3.3 电极材料在两电极体系中的电化学性能分析
    4.4 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



本文编号：3836795