過渡金屬氧化物和硅基電極材料往往具有較高理論比容量,因此被視為最具有發(fā)展?jié)摿Φ匿囯x子電池負極材料。然而它們作為電極材料時存在的材料粉化、導電性差、循環(huán)性能不佳等問題,一般采取碳包覆或設計納米結構的方法改進上述不足之處。本論文利用水相靜電自組裝法合成了兩種氟摻雜碳包覆氧化物納米顆粒復合材料,將它們作為鋰離子混合超級電容器負極材料進行電化學測試。主要研究內(nèi)容和結果如下所示:1.通過水相靜電自組裝的方法制備了氟摻雜碳包覆氧化錳復合材料(MnO@FC),對其進行表征測試,確定復合材料中含有MnO且均勻地分散在碳材料中。摻雜的氟元素一方面能夠增強材料導電性從而增強倍率性能,另一方面能提供部分贗電容增加復合材料比容量。將MnO@FC材料與鋰片組裝為半電池,以及將其作為負極材料與正極活性炭組裝成混合超級電容器,在1 mol L^-1LiPF₆(EC:DMC=1:1)電解液中進行電化學測試。通過測試可知,MnO@FC在0.1 A g^-1電流密度下的可逆容量高達185 mAh g^-1,循環(huán)200圈后容量幾乎沒有衰減且具...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【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 超級電容器的結構
        1.2.2 雙電層電容
        1.2.3 法拉第贗電容
        1.2.4 對稱與不對稱超級電容器
    1.3 混合超級電容器電極材料的研究進展
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 金屬氧化物
            1.3.2.1 合金型贗電容機理
            1.3.2.2 轉換型贗電容機理
            1.3.2.3 嵌入型贗電容機理
        1.3.3 導電聚合物
        1.3.4 元素摻雜復合材料
            1.3.4.1 氮摻雜
            1.3.4.2 氟摻雜
    1.4 選題依據(jù)以及研究思路
第2章 氟摻雜碳包覆氧化錳材料合成及作為負極在混合超級電容器中應用
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 氟摻雜碳包覆氧化錳納米顆粒復合材料(MnO@FC)的制備
        2.2.3 材料表征測試
        2.2.4 電極片的制備
        2.2.5 電池組裝及電化學性能測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 氟摻雜碳包覆氧化錳納米顆粒復合材料的合成與表征
        2.3.2 電化學性能測試
    2.4 本章小結
第3章 氟摻雜碳包覆氧化硅材料合成及作為負極在混合超級電容器中應用
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 氟摻雜碳包覆氧化硅納米顆粒復合材料(SiO_x@FC)的制備
        3.2.3 碳包覆氧化硅納米顆粒復合材料(SiO_x@C)的制備
        3.2.4 高度有序的六方介孔碳的制備
        3.2.5 材料表征測試
        3.2.6 電極片的制備
        3.2.7 電池組裝及電化學性能測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 氟摻雜碳包覆氧化硅納米顆粒復合材料的合成與表征
        3.3.2 高度有序六方介孔碳的合成與表征
        3.3.3 電化學性能
            3.3.3.1 SiO_x@FC復合材料電化學性能
            3.3.3.2 以 SiO_x@FC作為負極的混合超級電容器電化學性能
    3.4 本章小結
第4章 總結與展望
致謝
參考文獻
碩士期間已發(fā)表的研究論文



本文編號：3786556