隨著電動汽車的迅猛發(fā)展,電池性能的發(fā)展已引起人們的廣泛關(guān)注。盡管目前商業(yè)化的電池具有相對較高的能量密度,但是它們?nèi)匀痪哂幸恍┤秉c,例如功率密度低,較差的循環(huán)壽命和對環(huán)境不友好等問題,這在很大程度上制約了電動汽車的大規(guī)模發(fā)展。超級電容器（Supercapacitors,SCs）作為一種新型的能量存儲設(shè)備,由于其具有很高的功率密度,穩(wěn)定的循環(huán)性能,寬范的工作電壓范圍以及對環(huán)境的友好性,非常有望解決上述問題。而決定SCs性能的關(guān)鍵因素就是其電極材料的選擇與使用。MXenes是一種類似于石墨烯的新型二維（2D）碳氮化物或過渡金屬碳化物,具有出色的導電性和高氧化還原活性,作為超級電容器的電極材料將具有廣闊的應(yīng)用前景。鎳鈷基電極材料由于其較高的理論電容,低成本特性,良好的穩(wěn)定性和對環(huán)境有益的性質(zhì),已引起研究人員的廣泛關(guān)注。在本文中,我們制備出了 Ti3C2 MXenes,同時擴大了他們的層間距;此外基于NF,我們設(shè)計了 β-Ni（OH）2陣列結(jié)構(gòu),鎳鈷LDH及其化合物,全面分析了 NF基電極材料的不同處理方法和形貌對超級電容器性能的影響。主要研究工作和結(jié)果如下:1.采用兩步法來獲得具有高度開放層狀... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器發(fā)展歷程
        1.2.2 超級電容器的分類
        1.2.3 超級電容器的特點
    1.3 超級電容器電解質(zhì)
        1.3.1 水系電解質(zhì)
        1.3.2 有機電解質(zhì)
        1.3.3 離子液體電解質(zhì)
        1.3.4 固態(tài)或凝膠電解質(zhì)
    1.4 超級電容器電極材料
        1.4.1 碳基電極材料
        1.4.2 MXene電極材料
        1.4.3 導電聚合物電極材料
        1.4.4 金屬化合物電極材料
        1.4.5 其他新型電極材料
    1.5 MXene/Ni基電極材料研究現(xiàn)狀
    1.6 本論文研究意義及內(nèi)容
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第2章 實驗試劑、儀器以及表征方法
    2.1 實驗試劑與實驗儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 測試表征方法
        2.2.1 X射線粉末衍射（XRD）
        2.2.2 X射線光電子能譜分析（XPS）
        2.2.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）
        2.2.4 高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）
        2.2.5 傅里葉變換紅外光譜（FTIR）
        2.2.6 比表面積Brunauere-Emmette-Teller （BET）
    2.3 電化學測試方法
        2.3.1 測試體系
        2.3.2 循環(huán)伏安法（CV）
        2.3.3 恒電流充放電測試（GCD）
        2.3.4 電化學交流阻抗測試（EIS）
    2.4 相關(guān)計算
        2.4.1 三電極計算公式
        2.4.2 兩電極計算公式
+插層MXenes的制備及其超級電容器性能研究">第3章 基于K⁺插層MXenes的制備及其超級電容器性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 樣品制備
        3.2.2 表征方法
        3.2.3 第一性原理計算
        3.2.4 電化學測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 K-MXene@NF合成機理
        3.3.2 K-MXene的結(jié)構(gòu)與形貌
        3.3.3 基于K-MXene無粘結(jié)電極的電化學特性
    3.4 本章小結(jié)
2及其電化學性能研究">第4章 基于泡沫鎳快速制備原位生長的β-Ni（OH）₂及其電化學性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
2@NF原位生長電極">        4.2.1 制備β-Ni（OH）₂@NF原位生長電極
        4.2.2 電化學測試
        4.2.3 表征方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 形貌特征
        4.3.2 晶體結(jié)構(gòu)和化學組成
        4.3.3 電化學性能
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于泡沫鎳快速制備原位生長NiCo-LDH及其固態(tài)器件的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 制備NiCo-LDH@NF原位生長電極
        5.2.2 制備NiCo-LDH//AC@NF全固態(tài)柔性電容器
        5.2.3 電化學測試
        5.2.4 表征方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 形貌特征
        5.3.2 晶體結(jié)構(gòu)和化學組成
        5.3.3 電化學性能
    5.4 本章小結(jié)
第6章 基于K-MXene與NiCo-LDH的復合及其電化學性能研究
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 實驗試劑及儀器
        6.2.2 NiCo-LDH@K-MXene@NF的合成
        6.2.3 NiCo-LDH@NF//K-MXene@NF固態(tài)混合電容器的組裝
        6.2.4 電化學測試
        6.2.5 表征方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 材料組分與構(gòu)成
        6.3.2 材料形貌結(jié)構(gòu)
        6.3.3 NiCo-LDH@K-MXene三電極電化學性能
        6.3.4 NiCo-LDH@NF//K-MXene@NF固態(tài)器件性能
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型二維材料MXene的研究進展[J]. 張建峰,曹惠楊,王紅兵.  無機材料學報. 2017(06)
[2]雙電層電容器及其應(yīng)用——解決半導體動態(tài)隨機存儲器瞬間斷電信息消失的一個有效方法[J]. 董恩沛.  信息與控制. 1984(05)
[3]5VDC2.2F雙電層電容器[J]. 董恩沛,蔡公和.  電子學報. 1984(05)



本文編號：3046574