電化學儲能作為解決能源危機和環(huán)境污染的有效方式而備受關注。超級電容器作為代表性的電化學儲能系統(tǒng),具有很高的功率密度、優(yōu)良的倍率性能、寬泛的工作溫度區(qū)間和良好的循環(huán)穩(wěn)定性等優(yōu)點被廣泛研究,但由于能量密度較低的原因限制了其實際應用范圍。影響超級電容器性能最主要的因素就是電極材料的性質(zhì)。因此開發(fā)出性能優(yōu)異并且具有高能量密度的電極材料成為當下研究的熱點。過渡金屬氧化物因為具有較高的理論比電容等優(yōu)點是理想的超級電容器電極材料之一,但也有循環(huán)性能和倍率性能較差等缺點。構建合理的納米結(jié)構和與其他物質(zhì)復合是兩種提升材料性能的有效方式。本文選定鎳鈷基金屬氧化物作為研究對象,通過構建合適的納米陣列結(jié)構以及與石墨烯復合來設計和制備高性能的超級電容器電極材料,開展工作如下:（1）使用簡單的水熱法,在泡沫鎳上構建了鋸齒狀NiCoO₂納米陣列。該結(jié)構能有效增加比表面積并且縮短離子和電子的輸運通道,從而增加材料的比電容并提升倍率性能。電化學結(jié)果表明水熱時間為6h的樣品具有較為優(yōu)化的超級電容性能,在0.5 A g^-1的測試電流密度下該樣品比電容達到了1599.5F g

【文章來源】：廣西大學廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１不同電化學儲能裝置的比功率－比能量（Ｒａｇｏｎｅ）圖ｎ２１??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒａｇｏｎｅ?ｐｌｏｔ?ｏｆ?ｓｅｖｅｒａｌ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｅｎｅｒｇｙ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｄｅｖｉｃｅｓ?＊??

作用［４＿１１］。由此基于可再生能源的儲能技術得到了科研工作者的廣泛關注。在眾多的儲??能系統(tǒng)中以電化學儲能應用最為廣泛，其中又以電池和超級電容器為最具代表性的兩種??先進的電化學儲能技術。圖１－１所示Ｕ２］為多種電化學儲能裝置的Ｒａｇｏｎｅ圖，反映了各??種儲能裝置的能量密度與功率密度的關系。其中傳統(tǒng)電容器擁有最高的功率密度但是受??限于儲能機制導致能量密度較低，雖然電池具有最高的能量密度，但是因為電池在充放??電過程中電子和離子傳輸遲緩導致功率密度較小，而且一些電池如鋰離子電池如果長時??間在高功率狀態(tài)下運行，容易發(fā)熱和產(chǎn)生枝晶從而導致嚴重的安全問題［１３３４］。??Ｃａｐａｃｌｆｅｒｓ??＾?＇：?｜?！?｜?｜???１ＵＪ?．卜．—！?１?ｒ?一１??－?「？、、．；?ｉ?丨?ｉ??Ｃ３ｔ＊?１???；?？??????—ｊ?—；—????＞??Ｈｙｂｒｉｄ?ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ??、１?門４?Ａｑｍａａｓ，?／?｜???ｆｃ?：?：．．…—??ｉ?Ｂｅｃｔｎｏｄ＞ｅｍｉｃａＪ??１?１?〇?＿?＝???—?；???ｉｎ，?：?ｊ?Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ?ｐ＾ｉ????ＥＤＬＣｓ??１０°??：?＾?丨?：?＊???１０２?１０１?１０ｆＪ?１０１?１０２?１０３?１０４??Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｅｎｅｒｇｙ?／?Ｗｈ?ｋｇ１??圖１－１不同電化學儲能裝置的比功率－比能量（Ｒａｇｏｎｅ）圖ｎ２１??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒａｇｏｎｅ?ｐｌｏｔ?ｏｆ?ｓｅｖｅｒａｌ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃ

Ｔｉｍｅ?（ｓ）?Ｔｉｍｅ?（ｓ）??圖２－２?（ａ）典型的超級電容器型ＧＣＤ曲線，（ｂ）典型的電池型ＧＣＤ曲線［ｎ??？?［１７］??Ｆｉｇ．２－２?（ａ）?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ?ｔｙｐｅ?ＧＣＤ?ｃｕｒｖｅ，（ｂ）?ｔｙｐｉｃａｌ?ｂａｔｔｅｒｙ?ｔｙｐｅ?ＧＣＤ?ｃｕｒｖｅ?１??１４??


本文編號：3365411