【摘要】：近來,超級電容器(又可稱為電化學(xué)電容器)作為儲能界的一代新星而受到了強(qiáng)烈的關(guān)注,主要因其具有快速充放電、高的功率密度以及優(yōu)異的循環(huán)性能等優(yōu)勢。雖然,相較于傳統(tǒng)的二次電容及鋰離子電池而言,超級電容器擁有更高的功率密度,但它的能量密度目前還停留在一個很低的水平。根據(jù)能量密度的計(jì)算公式E=1/2 CV~2可知,能量密度的大小與比電容和電位窗口有關(guān),因此,本論文從這兩個方面入手提高能量密度,主要進(jìn)行的工作有:(1)通過電沉積法,以SeO_2為Se源,NaMoO_4·2H_2O為Mo源,在泡沫鎳基底上生長二硒化鉬(MoSe_2)納米片,并與活性炭(AC)組裝成非對稱超級電容器(ASC)。經(jīng)測試,MoSe_2電極的最高比電容為2192.4 F g~(-1)(電流密度為1 A g~(-1))。以3 M KOH為電解質(zhì)時(shí),ASC可以在1.6 V的高電壓穩(wěn)定運(yùn)行,最高能量密度為18.0 W h kg~(-1)。并且MoSe_2//AC ASC在5000次充放電循環(huán)后電容保持90.59%。(2)采用簡便的一步水熱法,以SeO_2為Se源,泡沫鎳為基底和Ni源,NaBH_4為還原劑,在泡沫鎳上原位生長硒化鎳(Ni_3Se_2)納米片。NaBH_4:SeO_2的最佳摩爾比為4:1。最優(yōu)條件下制得的Ni_3Se_2與AC組裝成ASC。通過表征與測試,Ni_3Se_2電極在1 A g~(-1)的電流密度下具有854 F g~(-1)的高比電容。以3 M KOH為電解質(zhì)時(shí),ASC可以在1.6 V的高電壓穩(wěn)定運(yùn)行,最高能量密度為18.0W h kg~(-1)。此外,Ni_3Se_2//AC ASC表現(xiàn)出優(yōu)異的充放電穩(wěn)定性,5000次循環(huán)后電容保持率達(dá)到91.11%。Ni_3Se_2電極的優(yōu)異性能主要?dú)w因于Ni_3Se_2的贗電容和Ni泡沫的3D結(jié)構(gòu)。(3)采用簡便的一步水熱法,以SeO_2為Se源,TeO_2為Te源,泡沫鎳為基底和Ni源,水合肼為還原劑,在泡沫鎳上原位合成Ni_3Se_2、NiTe和NiTe/Ni_3Se_2。NiTe/Ni_3Se_2表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,在電流密度為1 A g~(-1)時(shí)具有2176.5 F g~(-1)的高比電容。與AC組裝成的NiTe/Ni_3Se_2 ASC可以在3 M KOH電解液中以1.6 V的高電壓穩(wěn)定運(yùn)行,并且在功率密度為799.8 W kg~(-1)時(shí)具有46.6 W h kg~(-1)的卓越能量密度。并且,NiTe/Ni_3Se_2//AC ASC具有非常好的充放電穩(wěn)定性(5000次循環(huán)后電容保持96.3%)。
【圖文】：

ecker[13]對超級電容器進(jìn)行了概念描述，并且首先提出涂覆在具有高比表面積（SSA, specific surface area）的酸溶液中，從而將其組裝成了具有較高電容性能的NEC（日本）[13]根據(jù) SOHIO 能源公司為電子設(shè)備中的質(zhì)電容器，，該應(yīng)用可被視為電化學(xué)電容器在商業(yè)設(shè)級電容器被廣泛應(yīng)用于電子消費(fèi)產(chǎn)品、信息存儲器、，卡車，有軌電車，火車和公共汽車）、可再生能源方面。最近的一個令人振奮的應(yīng)用是在噴氣式客機(jī) A容器，這足以突出其安全可靠。最被看好的應(yīng)用之耦協(xié)同為制動時(shí)的短時(shí)儲能設(shè)備在低排放混合動力的運(yùn)用。在將來的能量貯存的體系中，超級電容器關(guān)鍵性。

圖 1.2 超級電容器結(jié)構(gòu)示意圖級電容器一般包含電極、集流體、電解液以及其他輔助部分，在兩個有容許電解質(zhì)離子流通的隔膜。電極材料相同的稱為對稱超級電容器別采用不一樣的材料的稱為非對稱超級電容器。隔膜浸泡在電解質(zhì)中極之間的電接觸隔離材料應(yīng)該是離子可滲透的，以允許離子電荷轉(zhuǎn)移有高電阻，高離子電導(dǎo)和低厚度以實(shí)現(xiàn)最佳性能。通常聚合物或紙分機(jī)電解質(zhì)一起使用，而陶瓷或玻璃纖維分隔器通常與含水電解質(zhì)偶聯(lián)[1示意圖如圖 1.2 所示。極材料：超級電容器的充放電性能直接由電極材料的性能影響，是超的主要組成部分，一般由活性材料、導(dǎo)電劑及粘接劑按一定的比例混成。電極活性材料是組成電極的最重要的部分，擔(dān)負(fù)著儲能與放電的般來說有碳基材料（活性炭、碳納米管、石墨烯、氮化碳等）、金屬氧nO2、RuO2等）、金屬硫化物（MoS2、Co2S 等）、金屬硒化物（Ni0.85SSe 等）和導(dǎo)電聚合物（聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等）等。
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ125.2;TM53

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