近年來,隨著化石能源危機和環(huán)境污染問題日益加劇,開發(fā)可再生清潔能源以及配套的新型儲能裝置意義非凡。其中,超級電容器憑借充放電速率快,功率密度高,使用壽命長、維護成本低且安全可靠等優(yōu)點而備受關(guān)注,并已廣泛應用于諸多領(lǐng)域。考慮到電極材料是影響超級電容器整體性能的根本因素,探索同時具備比容量和倍率性能高、能量密度和功率密度出色、成本低廉且使用壽命長等優(yōu)點的高性能電極材料勢在必行。本論文通過軟化學方法合理地設計并制備了一系列基于雙金屬化合物的功能納米復合材料,并系統(tǒng)性地研究了其作為超級電容器電極材料時的電化學性能。深入探討了所制備納米復合材料的結(jié)構(gòu)、形貌、組成與其電化學性能之間的構(gòu)效關(guān)系。具體內(nèi)容如下:（1）鐵酸錳/炭黑/聚苯胺三元復合材料的制備及其電化學性能研究通過簡便的兩步法成功制備出鐵酸錳/炭黑/聚苯胺三元納米復合材料（MCBP）:通過溶劑熱反應將小尺寸MnFe2O4納米粒子均勻負載于酸化改性的炭黑表面,隨后通過原位聚合的方式均勻包裹聚苯胺薄膜。材料表征結(jié)果表明,MCBP三元復合材料具有獨特的強耦合納米結(jié)構(gòu)。與相應單組分材料以及二元復合物相比,MCBP三元復合材料展現(xiàn)出顯著增強的電化學性... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１不同種類儲能器件的能量密度與功率密度的對比［２３］

達、遠程監(jiān)控、無線電臺等各類軍用電子通信設備中也扮演著不可或缺的角色。??１．２．３超級電容器的構(gòu)造與分類??作為一種新型電化學儲能裝置，超級電容器的組成結(jié)構(gòu)較為簡單。如圖１．２中的簡??化模型所示，超級電容器的內(nèi)部構(gòu)造主要包括正負兩個電極、電解液以及隔膜等組成部??分［３６］，下面就超級電容器的不同組成元件加以簡要介紹。??Ｃｈａｒｇｅｒ???Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?Ｓｅｐａｒａｔｏｒ??：ｌ?ｏｌ？?Ｉ：??�。�?＋３?ｊ?？?！??；ｉＧ?ｉ??：ｌ？?ｉ？?ｉ；???１???Ｅｉｅｃｔｒｏｄｅ??、Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??圖１．２超級電容器結(jié)構(gòu)組成示意圖［３６】。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ?ｃｅｌｌ［３６］。??（ｉ）電極??作為超級電容器中最主要的組成元件，電極是電容產(chǎn)生、儲存以及轉(zhuǎn)換釋放的場所，??高性能電極體系的設計與構(gòu)筑也是目前超級電容器領(lǐng)域的研究重點。電極通常由活性電??極材料和集流體兩部分構(gòu)成，其中，作為影響超級電容器綜合性能和應用前景的最根本??因素，電極材料的性質(zhì)直接決定了超級電容器性能的優(yōu)劣。理想的電極材料通常要求具??備比表面積大且表面活性位點多、孔隙率高且孔結(jié)構(gòu)可控、導電性好且電化學活性高、??熱穩(wěn)定性高且在電解液穩(wěn)定、負載量高且潤濕性良好、價格低廉且易于制備等諸多特征，??關(guān)于電極材料將在后文單獨成章進行詳細介紹。??集流體作為電極材料的載體并通過引線與外界相連，主要發(fā)揮集結(jié)電子并降低內(nèi)阻??的作用

達、遠程監(jiān)控、無線電臺等各類軍用電子通信設備中也扮演著不可或缺的角色。??１．２．３超級電容器的構(gòu)造與分類??作為一種新型電化學儲能裝置，超級電容器的組成結(jié)構(gòu)較為簡單。如圖１．２中的簡??化模型所示，超級電容器的內(nèi)部構(gòu)造主要包括正負兩個電極、電解液以及隔膜等組成部??分［３６］，下面就超級電容器的不同組成元件加以簡要介紹。??Ｃｈａｒｇｅｒ???Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?Ｓｅｐａｒａｔｏｒ??：ｌ?ｏｌ？?Ｉ：??�。�?＋３?ｊ?？?！??；ｉＧ?ｉ??：ｌ？?ｉ？?ｉ；???１???Ｅｉｅｃｔｒｏｄｅ??、Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??圖１．２超級電容器結(jié)構(gòu)組成示意圖［３６】。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ?ｃｅｌｌ［３６］。??（ｉ）電極??作為超級電容器中最主要的組成元件，電極是電容產(chǎn)生、儲存以及轉(zhuǎn)換釋放的場所，??高性能電極體系的設計與構(gòu)筑也是目前超級電容器領(lǐng)域的研究重點。電極通常由活性電??極材料和集流體兩部分構(gòu)成，其中，作為影響超級電容器綜合性能和應用前景的最根本??因素，電極材料的性質(zhì)直接決定了超級電容器性能的優(yōu)劣。理想的電極材料通常要求具??備比表面積大且表面活性位點多、孔隙率高且孔結(jié)構(gòu)可控、導電性好且電化學活性高、??熱穩(wěn)定性高且在電解液穩(wěn)定、負載量高且潤濕性良好、價格低廉且易于制備等諸多特征，??關(guān)于電極材料將在后文單獨成章進行詳細介紹。??集流體作為電極材料的載體并通過引線與外界相連，主要發(fā)揮集結(jié)電子并降低內(nèi)阻??的作用


本文編號：2941994