發(fā)布時間：2021-11-13 01:40

　　超級電容器具有高電容量、高功率密度、使用壽命長、工作溫度限制低等良好的電化學性能,是一種高效、穩(wěn)定且環(huán)保的儲能設(shè)備。超級電容器的電化學性能取決于其電極材料的性能。碳系材料導(dǎo)電性好、價格較低、制備工藝也相對簡單,電化學穩(wěn)定性高,但是其容量較低,貴金屬氧化物如氧化釕價格高昂、制備復(fù)雜、但其比電容高,因此替代金屬也隨之出現(xiàn)如氧化鈦、氧化錳、氧化鈷等。石墨烯無疑是碳系材料中的佼佼者,其高比表面積,高導(dǎo)電性正是超級電容器所需要的,而金屬鈦自然界儲備豐富,氧化鈦作為半導(dǎo)體材料應(yīng)用于超級電容器也能得到良好的電容量,如果將石墨烯和氧化鈦材料進行復(fù)合,制備成新的石墨烯/二氧化鈦復(fù)合材料,用于超級電容器將得到良好的電化學性能。本論文通過共沉淀的方法,在常溫下成功制備了具有不同形貌的微納米Ti02前驅(qū)體。以350℃、450℃、550℃進行焙燒,利用Hummers 改良法在制備石墨烯的過程中成功負載二氧化鈦前驅(qū)體,利用二氧化鈦插層進入石墨烯片層中,解決其團聚現(xiàn)象,采用石墨烯與前驅(qū)體不同配比制備復(fù)合材料。利用掃描電鏡和X射線衍射法對材料的形貌和結(jié)構(gòu)進行物理表征,以KOH作為電解液,組裝成超級電容器后對其進行循環(huán)... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 前言
    1.2 超級電容器的分類
    1.3 超級電容器的工作原理
        1.3.1 雙電層電容工作原理
        1.3.2 法拉第準電容工作原理
    1.4 超級電容器的特點
    1.5 超級電容器的研究進展
        1.5.1 雙電層超級電容器的研究進展
            1.5.1.1 石墨烯
            1.5.1.2 活性炭
            1.5.1.3 碳納米管
        1.5.2 法拉第準電容的研究進展
            1.5.2.1 氧化釕
            1.5.2.2 氧化錳
            1.5.2.3 氧化鎳
            1.5.2.4 氧化鈷
            1.5.2.5 氧化鈦
    1.6 超級電容器的主要應(yīng)用領(lǐng)域
        1.6.1 超級電容器在太陽能發(fā)電和風力發(fā)電中的應(yīng)用
        1.6.2 超級電容器在新能源汽車中的應(yīng)用
        1.6.3 超級電容器其他領(lǐng)域中的應(yīng)用
    1.7 本論文的選題意義及研究內(nèi)容
    1.8 現(xiàn)有超級電容器存在的問題
2 實驗及表征方法
    2.1 藥品及試劑明細
    2.2 實驗方法
        2.2.1 前驅(qū)體的制備
        2.2.2 氧化石墨的制備
        2.2.3 復(fù)合材料的制備
            2.2.3.1 石墨烯/金屬氧化物不同配比測試樣品的制備
            2.2.3.2 石墨烯與不同煅燒溫度后的前驅(qū)體1：1配比樣品的制備
    2.3 材料的物理表征手段
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 X射線衍射測試(XRD)
    2.4 電極體系及工作電極的制備
        2.4.1 電極體系介紹
        2.4.2 工作電極的制備
    2.5 材料的電化學表征手段
        2.5.1 循環(huán)伏安測試(CV)
        2.5.2 恒流充放電測試(CP)
        2.5.3 交流阻抗測試(EIS)
    2.6 數(shù)據(jù)處理及分析
3 不同比例的石墨烯/TiO_2復(fù)合材料電化學性能研究
    3.1 引言
    3.2 復(fù)合材料的物理表征
        3.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
        3.2.2 X射線衍射(XRD)測試
    3.3 復(fù)合材料的化學表征
        3.3.1 循環(huán)伏安測試
        3.3.2 恒流充放電測試
        3.3.3 交流阻抗測試
        3.3.4 循環(huán)壽命測試
    3.4 本章小結(jié)
4 不同煅燒溫度石墨稀/TiO_2復(fù)合材料的電化學性能研究
    4.1 引言
    4.2 復(fù)合材料的物理表征
        4.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
        4.2.2 X射線衍射(XRD)測試
    4.3 復(fù)合材料的化學表征
        4.3.1 循環(huán)伏安測試
        4.3.2 恒流充放電測試
        4.3.3 交流阻抗測試
        4.3.4 循環(huán)壽命測試
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Electrochemical performance of NaCo2O4 as electrode for supercapacitors[J]. Hong-Wei Tang,Ning Gao,Zhao-Rong Chang,Bao Li,Xao-Zi Yuan,Hai-Jiang Wang.  Chinese Chemical Letters. 2014(02)
[2]石墨烯的制備、功能化及在化學中的應(yīng)用[J]. 胡耀娟,金娟,張卉,吳萍,蔡稱心.  物理化學學報. 2010(08)
[3]超級電容器的原理及應(yīng)用[J]. 陳英放,李媛媛,鄧梅根.  電子元件與材料. 2008(04)
[4]超級電容器的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 胡毅,陳軒恕,杜硯,尹婷.  電力設(shè)備. 2008(01)
[5]介孔氧化鎳的合成、表征和在電化學電容器中的應(yīng)用[J]. 邢偉,李麗,閻子峰.  化學學報. 2005(19)
[6]納米材料及其技術(shù)的應(yīng)用前景[J]. 張中太,林元華,唐子龍,張俊英.  材料工程. 2000(03)



本文編號：3492054