超級電容器作為新一代儲能器件,具有高功率密度,快速充放電的能力,然而能量密度偏低嚴重制約了其在實際中的應(yīng)用。提高超級電容器的能量密度的主要方法是制備具有高比容量的電極材料和和提高電極材料的電位窗口。鎳鈷基金屬氧化物通常具有較高的比容量,然而導(dǎo)電性差,穩(wěn)定性不足,因此需要與高導(dǎo)電性的碳材料結(jié)合制備出兼具高穩(wěn)定性和高容量的電極材料。離子液體電解液具有寬的電化學(xué)窗口,鐵基金屬氧化物/氫氧化物具有在離子液體電解液中工作的能力,因此制備出能夠在離子液體中穩(wěn)定工作的鐵基金屬氧化物/氫氧化物具有重要意義。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）以碳納米纖維為柔性基底,通過不同的活化試劑進行表面改性處理,使用高錳酸鉀改性處理的碳納米纖維具有最好的親水性效果。在經(jīng)過水熱和之后的退火處理后,碳納米纖維上均勻負載了納米片狀的鈷酸鎳材料,并且保持良好的力學(xué)性能。電化學(xué)測試表明,鈷酸鎳/碳納米纖維復(fù)合電極材料在1A/g的電流密度下具有1077.9 F/g的最高比電容,在5 A/g電流密度下經(jīng)過3000次充放電測試后仍能保持95.6%的初始比容量。（2）以尿素和葡萄糖為原材料,通過兩步煅燒,制備出高氮摻雜的多孔碳納米... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器簡介
        1.2.1 超級電容器的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 超級電容器的分類及儲能原理
    1.3 鎳鈷基電極材料在超級電容器中的應(yīng)用
        1.3.1 鈷酸鎳的結(jié)構(gòu)和儲能機理
        1.3.2 鈷酸鎳作為電極材料的研究進展
    1.4 鐵基電極材料在超級電容器中的應(yīng)用
    1.5 課題主要研究內(nèi)容
第2章 實驗條件及表征方法
    2.1 實驗儀器及試劑
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的結(jié)構(gòu)形貌表征
        2.2.1 激光拉曼光譜儀(Raman)
        2.2.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.4 X射線衍射分析儀(XRD)
        2.2.5 傅里葉紅外光譜(FTIR)
        2.2.6 接觸角測試
    2.3 材料的電化學(xué)表征
        2.3.1 循環(huán)伏安測試
        2.3.2 恒電流充放電測試
        2.3.3 交流阻抗測試
第3章 鈷酸鎳/碳納米纖維復(fù)合電極材料的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 碳納米纖維的活化處理
        3.2.2 鈷酸鎳/碳納米纖維復(fù)合電極的制備
        3.2.3 電極及電解質(zhì)的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 鈷酸鎳/碳納米纖維復(fù)合材料柔性測試
        3.3.2 碳納米纖維的親水性測試
        3.3.3 鈷酸鎳/碳納米纖維復(fù)合材料的物相和形貌表征
        3.3.4 鈷酸鎳/碳納米纖維復(fù)合材料電化學(xué)性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 羥基氧化鐵/氮摻雜碳納米片復(fù)合電極的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 氮摻雜碳納米片的制備
        4.2.2 羥基氧化鐵/氮摻雜碳納米片的制備
        4.2.3 電極及電解質(zhì)的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 氮摻雜碳納米片的形貌及結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 羥基氧化鐵/氮摻雜碳納米片復(fù)合材料的形貌及結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 氮摻雜碳的電化學(xué)性能分析
        4.3.4 羥基氧化鐵/氮摻雜碳納米片復(fù)合電極的電化學(xué)性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 羥基氧化鐵/氮摻雜碳納米片/碳納米管復(fù)合柔性電極的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 羥基氧化鐵/氮摻雜碳納米片的制備
        5.2.2 碳納米管的氧化處理
        5.2.3 羥基氧化鐵/氮摻雜碳納米片/碳納米管柔性膜的制備
        5.2.4 電極及電解質(zhì)的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 氧化處理的MWCNTs的形貌及結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 FeOOH/NC-CNT柔性膜的形貌及結(jié)構(gòu)分析
        5.3.3 FeOOH/NC-CNT柔性膜的電化學(xué)性能分析
        5.3.4 非對稱器件的電化學(xué)性能分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間論文發(fā)表情況
致謝


【參考文獻】：
博士論文
[1]基于復(fù)合納米材料的超級電容器的設(shè)計、制備和電化學(xué)性能研究[D]. 張誠.南京大學(xué) 2018
[2]功能化碳材料的制備及其在超級電容器中的應(yīng)用[D]. 李婷婷.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]多孔碳的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其電化學(xué)儲能性能研究[D]. 侯建華.北京理工大學(xué) 2015
[4]過渡金屬氧化物與碳復(fù)合電極的設(shè)計組裝及其超級電容器性能研究[D]. 龍從來.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[5]石墨烯基超級電容器：電極材料制備及儲能機理研究[D]. 謝小英.天津大學(xué) 2014

碩士論文
[1]氮/硫摻雜多孔碳超級電容器電極材料制備及其應(yīng)用研究[D]. 陳文照.東華大學(xué) 2016
[2]基于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯基柔性超級電容器電極的制備與性能研究[D]. 劉奇.東華大學(xué) 2016



本文編號：3212020