【摘要】：超級電容器作為新一代儲能器件,得益于其高功率密度、良好的循環(huán)壽命及快速充放電能力而引起人們廣泛關注。然而較低的能量密度是限制其廣泛應用的瓶頸,因此,通過材料的革新提升超級電容器的性能具有重要意義。本論文我們研究了在泡沫鎳上原位生長鎳鈷錳基納米復合材料的制備及其在超級電容器方面的應用。具體研究內容如下:1.本文以TAA(硫代乙酰胺)為硫源,通過水熱法成功制備了具有露水花狀結構的硫改性的Ni Mo O_4納米材料。大量露珠狀小粒子的出現(xiàn)顯著的增加了納米片表面的活性位點,同時Ni Mo O_4晶體中硫的引入在很大程度上提高了材料的導電性。經過硫改性的Ni Mo O_4-S納米材料具有很高的比電容量,在0.5 m A·cm~(-2)的電流密度下可達到1541 m F·cm~(-2)(2657.1 F g-1),是單純Ni Mo O_4納米片(376.6m F·cm~(-2)或753.2 F g-1)的四倍。同時,硫改性的Ni Mo O_4(Ni Mo O_4-S)電極材料,得益于硫對Ni Mo O_4的表面改性以及大量小粒子均勻分布在花形結構的納米片表面有效的改善了材料的導電性,同時引入了大量活性位點,使得其在大電流密度下具有較高的倍率(10 m A·cm~(-2)時保留73.8%)性能以及循環(huán)穩(wěn)定性(循環(huán)10000圈后保留97.3%)。2.采用一步水熱法在泡沫鎳基底上合成了具有海膽狀結構的鎳鈷氫氧化物納米復合材料。理論上,二維的納米線結構具有較高的表面能,為降低表面能易發(fā)生團聚。而通過自組裝形成的海膽狀結構在保留較大比表面積的同時具有更好的有序性,內部孔隙分布均勻,有利于電解液離子的傳輸擴散。探討了泡沫鎳基底對樣品規(guī)則形貌形成的機理。非原位合成的納米線樣品在電流密度為1 A·g-1時,其比電容量僅為884 F·g-1,而原位合成的海膽狀樣品在1 A·g-1的電流密度下,其質量比電容可以達到2117 F·g-1。最后從晶體結構與形貌方面探討了其大電流密度下倍率性及循環(huán)穩(wěn)定性較低的原因。3.我們利用簡單一步溶劑熱法成功在泡沫鎳上原位合成了Mn Mo O_4超薄納米片。納米片的厚度大約為5-8 nm,均勻分布的超薄納米片帶來超大的比表面積及大量的孔隙,使得其在電容性能上表現(xiàn)優(yōu)異。經過電化學測試,在1 A·g-1的電流密度下,其比電容量可以達到1024 F·g-1。通過對比實驗研究了前驅物濃度及反應溫度對樣品形貌及電容性能的影響。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB33;TM53

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本文編號：2806013