發(fā)布時間：2021-06-29 03:11

　　新能源材料與電子設(shè)備、電動汽車等產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,使得人們對于高性能儲能設(shè)備的要求越來越高�；旌铣夒娙萜饕蚱渫瑫r具有電池型電極的高能量密度和電容型電極的高功率密度,受到了研究者的廣泛關(guān)注。但是其能量密度仍不能很好的滿足實際應(yīng)用的需求,因此提高混合超級電容器的能量密度是發(fā)展高性能可商業(yè)化混合超級電容器器件的重中之重�；诖�,本文通過研究高性能電池型電極材料來提高混合超級電容器的能量密度。通過不同方法制備了高性能非晶鎳基化合物,改善了電池型電極與電容型電極不匹配問題,提高了混合器件的能量密度。同時,可控制備了高性能多金屬普魯士藍類似物材料,其在水系電解質(zhì)中具有更寬的電壓范圍,進一步提高了混合器件的能量密度。主要分為以下幾個部分:（1）通過水解轉(zhuǎn)化前驅(qū)體的方法合成了一系列不同陽離子取代的非晶鎳基氫氧化物。乙二醇溶劑為過渡金屬離子的逐步水解提供了溫和的環(huán)境,從而形成了非晶態(tài)過渡金屬氫氧化物。非晶氫氧化物具有更多的晶界和離子擴散通道實現(xiàn)了比結(jié)晶氫氧化物更佳的電化學(xué)性能。此外,不同過渡金屬離子替代鎳離子,可以進一步提高了非晶氫氧化物的電化學(xué)儲能性能,非晶NiCo–OH表現(xiàn)出最佳的電化學(xué)性能。基于非... 

【文章來源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

各類儲能器件與混合超級電容器的比功率與比能量對比關(guān)系圖（Ragone圖）[12]

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.2(a)對稱超級電容器，(b)非對稱超級電容器，(c)混合超級電容器的結(jié)構(gòu)及儲能機理示意圖Fig.1.2Schematicillustrationofstructureandenergystoragemechanismfor(a)symmetricsupercapacitor,(b)asymmetricsupercapacitorand(c)hybridsupercapacitor.混合超級電容器根據(jù)電解液的種類可以分為有機體系混合超級電容器和水系混合超級電容器兩種。其中水系混合超級電容器進一步分為酸性混合電容器、堿性混合電容器和中性混合電容器。有機體系混合電容器雖然具有更寬的電壓范圍（2.53.0V），但是其相對較低的動力學(xué)會導(dǎo)致器件功率密度降低，不利于器件的廣泛應(yīng)用[18,19]。此外，有機電解液的安全性問題一直不能得到徹底的解決，通常具有毒性且易燃，在實際應(yīng)用中存在安全隱患。水系混合超級電容器具有成本低，易于制備，安全無毒，離子遷移率高（～1S/cm）等優(yōu)點。盡管受限于水的分解電壓（1.23V），難以達到有機體系具備的高能量密度，水系混合超級電容器的安全性和低成本使其在對能量密度要求相對較低的大規(guī)模儲能方面具有有機體系難以企及的優(yōu)勢[20-22]。目前，水系混合超級電容器性能的提高與改進主要是對電池型電極材料進行改性。通過對材料的結(jié)構(gòu)、組成及形貌等進行設(shè)計與改進，得到高性能電池型電極材料。本文基于研究高性能電池型電極材料來提高混合超級電容器的能量密度。1.3電極活性材料電極活性材料作為混合超級電容器最主要的組成部分之一，其電荷存儲能力基本上決定了混合超級電容器器件的電荷存儲性能。因此，研究開發(fā)新的高性能電極活性材料是提高混合超級電容器器件性能和開拓混合超級電容器器件應(yīng)用范圍最直接也是最有效的方法。對于電極活性材料，根據(jù)其對應(yīng)的儲能機制，可以劃分為以下三種：雙電?

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文15化學(xué)性能。研究了不同過渡金屬間的協(xié)同作用和不同過渡金屬取代對樣品電化學(xué)性能的影響。并進一步探索混合超級電容器器件能量密度與電極材料形貌、結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度和組分之間的關(guān)系。圖1.3論文的研究路線Fig.1.3Researchrouteofthepaper.


本文編號：3255602