超級電容器是目前常用的一種儲能裝置,其較高的功率密度、較快的充放電速率、較長的循環(huán)壽命及放置時間,使得它具有很大的應(yīng)用前景。在眾多影響超級電容器應(yīng)用的因素中,電極材料的性能和成本對超級電容器的影響極為突出,因此目前對超級電容器的研究主要集中在研發(fā)性能好、價格低的電極材料方面。本文主要以碳材料和金屬氧化物為研究對象,一方面利用碳材料的高導電性和高循環(huán)穩(wěn)定性,另一方面利用金屬氧化物的高電容量,將兩者復合制備出高性能的復合材料。在選擇材料時,我們選擇聚多巴胺球（PDA）為碳材料,因為聚多巴胺球表面含有許多活性基團具有一定的化學活性和吸附性,另外其在高溫下可煅燒成N摻雜的碳球,從而提供更多的活性位點;金屬氧化物選擇了MnO₂、NiCo₂O₄和Fe₃O₄,因為其含量豐富、價格低廉且無毒環(huán)保。具體的研究內(nèi)容主要有以下三個部分:（1）本文首先制備了核殼結(jié)構(gòu)的PDA@MnO₂復合材料,方法簡單、快速,然后采用SEM、TEM、EDS、XRD對PDA@MnO₂

【文章來源】：安徽師范大學安徽省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

超級電容器組成示意圖

5. 工作范圍寬。超級電容器的工作溫度范圍寬，最低工作溫度可達-50oC，最高工作溫度可達+70oC，工作溫度范圍遠寬于傳統(tǒng)電容器和電池。除以上五點顯著的優(yōu)勢外，超級電容器還具有工作溫度范圍寬、貯存時間長、環(huán)境友好等特點。基于這些優(yōu)勢，超級電容器在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。1.3. 超級電容器的工作原理1.3.1 雙電層電容雙電層電容器的電荷儲存是通過靜電作用進行的，電解液中的陰陽離子被可逆地吸附在活性材料中，在這個電荷儲存過程中電極材料并沒有發(fā)生化學反應(yīng)[28,29]。圖 1-2 是雙電層電容器的工作原理圖，如圖所示，充電時正極帶正電、負極帶負電，電解液中的陰陽離子在外加電場的作用下分別移向正極和負極，使得在電極與電解液的接觸界面上形成兩層相反電荷，從而產(chǎn)生電勢差。放電時，電子從負極移動到正極，陰陽離子又移動到電解液中。

安徽師范大學碩士學位論文通過施加電壓后，電極材料發(fā)生一個快速、可逆的法拉第脫附、氧化還原反應(yīng)、可逆摻雜與去摻雜）來實現(xiàn)電荷的過程類似[28, 31]。與雙電層電容器相比，贗電容電容器具有倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性較低。贗電容常用的電極材料主要4]，導電聚合[35, 36]。


本文編號：3643918