超級電容器是一種新型的能量儲存設(shè)備,在國防和民用等領(lǐng)域都有著廣泛的應用。電極材料是超級電容器各大性能的關(guān)鍵影響因素,所以,對于高性能電極材料的研究具有重大意義。本論文的目的是制備出高性能的碳氣凝膠/金屬氧化物復合電極材料,并應用于超級電容器中,來研究復合材料的各大性能。通過熱重分析研究了碳氣凝膠/金屬氧化物的質(zhì)量損失隨溫度的變化情況以及金屬含量,通過掃描電鏡觀察表面形貌,以及能譜分析里面存在的元素成分,通過X射線衍射分析了復合碳氣凝膠的結(jié)構(gòu)特征,通過電感耦合等離子發(fā)射光譜分析元素的含量,以及氮氣吸附分析復合材料比表面積和孔結(jié)構(gòu)的關(guān)系。在水系電解液6 M KOH溶液中,使用了恒電流充放電、循環(huán)伏安和交流阻抗等測試研究了電極材料的比容量、充放電穩(wěn)定性、內(nèi)電阻等電化學性能。本論文主要做了以下幾方面研究:1、采用溶膠-凝膠方法,利用間苯二酚,甲醛為前驅(qū)體,乙酸-氫氧化鈉為催化劑,乙酸鎳為金屬源,在常壓下直接制備出碳氣凝膠/氧化鎳(CA/Ni O)復合電極材料用于超級電容器中。研究表明,氧化鎳的加入增加了電極的導電性,同時由于碳氣凝膠本身的網(wǎng)絡骨架結(jié)構(gòu),使得氧化鎳顆粒能夠均勻的復合在碳氣凝膠中,...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器
        1.2.1 超級電容器簡介
        1.2.2 超級電容器的分類及工作原理
        1.2.3 超級電容器的電極材料
        1.2.4 超級電容器的應用領(lǐng)域和發(fā)展方向
    1.3 碳氣凝膠
        1.3.1 碳氣凝膠簡介
        1.3.2 碳氣凝膠的制備
        1.3.3 碳氣凝膠的應用和發(fā)展方向
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 實驗設(shè)備與表征方法
    2.1 實驗原料和儀器設(shè)備
    2.2 復合材料的結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 熱分析（TG-DSC）
        2.2.2 掃描電鏡分析（SEM）
        2.2.3 X射線衍射分析（XRD）
        2.2.4 能譜分析（EDS）
        2.2.5 電感耦合等離子發(fā)射光譜分析（ICP）
        2.2.6 孔結(jié)構(gòu)分析
    2.3 復合材料的電極制備和電化學測試
        2.3.1 碳氣凝膠電極制備
        2.3.2 電化學測試
第三章 碳氣凝膠/氧化鎳復合材料的制備電及電化學性能研究
    3.1 碳氣凝膠/氧化鎳復合材料的制備
        3.1.1 溶液配制
        3.1.2 溶膠凝膠反應
        3.1.3 溶劑交換
        3.1.4 常壓干燥
        3.1.5 高溫碳化
        3.1.6 氧化處理
    3.2 碳氣凝膠/氧化鎳結(jié)構(gòu)和性能的影響
        3.2.1 結(jié)構(gòu)表征分析
        3.2.2 電化學性能分析
    3.3 復合量對碳氣凝膠/氧化鎳復合材料結(jié)構(gòu)和性能的影響
    3.4 催化劑對碳氣凝膠/氧化鎳復合材料的影響
        3.4.1 不同催化劑制備的碳氣凝膠/氧化鎳復合材料
        3.4.2 不同催化劑下碳氣凝膠/氧化鎳復合材料的結(jié)構(gòu)特征
        3.4.3 不同催化劑下碳氣凝膠/氧化鎳復合材料的電化學性能
    3.5 小結(jié)
第四章 碳氣凝膠/四氧化三鈷復合材料的制備及電化學性能的研究
    4.1 碳氣凝膠/四氧化三鈷復合電極材料的制備
        4.1.1 碳氣凝膠/四氧化三鈷復合材料的制備
        4.1.2 碳氣凝膠/四氧化三鈷復合電極材料電化學性能測試
    4.2 碳氣凝膠/四氧化三鈷復合材料的結(jié)構(gòu)和電化學性能
        4.2.1 微觀結(jié)構(gòu)表征
        4.2.2 電化學性能測試
    4.3 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的與學位論文內(nèi)容相關(guān)的學術(shù)論文及研究成果



本文編號：3783616