石墨烯復(fù)合材料作為電化學(xué)電容器的電極材料呈現(xiàn)出高的電容特性、功率特性及循環(huán)性能。因此，成為電化學(xué)電容器領(lǐng)域的研究熱點。本文中利用了水熱法和電化學(xué)法分別制備了石墨烯/鎳鈷氧化物復(fù)合材料，并研究了其電化學(xué)性能。水熱法制備石墨烯/NiCoO2復(fù)合材料，利用XRD、Raman、XPS、SEM和TEM等方法對其微觀形貌和結(jié)構(gòu)進行表征。結(jié)果表明，復(fù)合材料中鎳元素和鈷元素主要以NiCoO2的復(fù)合氧化物形式存在，石墨烯片層為多層，材料表面呈褶皺狀。電化學(xué)測試表明復(fù)合材料在2A/g的電流密度下比電容達到480F/g，循環(huán)1000次后，比電容保持率為88%�；诖瞬牧辖M裝的電化學(xué)電容器在電流密度為0.5A/g時比電容達到81.3F/g，循環(huán)1000次后其能量密度和功率密度分別為6.34Wh/kg和192.6W/kg，表現(xiàn)出良好的長時間充放電能力。電化學(xué)法制備石墨烯/Co2O3-NiO薄膜電極，形貌結(jié)構(gòu)表征表明，復(fù)合材料中鎳元素和鈷元素以NiO和Co2O3的形式存在。鎳鈷氧化物分布在石墨烯片層的表面和層與層之間，形成一種三明治結(jié)構(gòu)。電化學(xué)測試表明，2A/g的電流密度下，復(fù)合材料的比電容達到503F/g，循環(huán)... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 電化學(xué)電容器
        1.2.1 電化學(xué)電容器的原理
        1.2.2 電化學(xué)電容器的電極材料
        1.2.3 電化學(xué)電容器的制備技術(shù)
    1.3 石墨烯概述
        1.3.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
        1.3.2 石墨烯的制備方法
        1.3.3 石墨烯與金屬氧化物復(fù)合材料的研究進展
    1.4 鈷鎳雙金屬氧化物簡介
    1.5 本論文研究內(nèi)容及意義
第二章 實驗方法及原理
    2.1 實驗儀器與試劑
        2.1.1 實驗儀器
        2.1.2 實驗試劑
    2.2 石墨烯/鎳鈷氧化物復(fù)合材料的制備
        2.2.1 氧化石墨的制備
        2.2.2 水熱法制備復(fù)合材料
        2.2.3 電化學(xué)法制備復(fù)合材料
    2.3 結(jié)構(gòu)表征手段
        2.3.1 X 射線衍射
        2.3.2 拉曼光譜
        2.3.3 X 射線光電子能譜
        2.3.4 掃描電子顯微鏡
        2.3.5 透射電子顯微鏡
    2.4 電化學(xué)性能測試分析
        2.4.1 三電極體系
        2.4.2 循環(huán)伏安測試
        2.4.3 恒電流充放電測試
        2.4.4 交流阻抗測試
        2.4.5 能量密度和功率密度
第三章 水熱法制備石墨烯/NiCoO_2復(fù)合材料
    3.1 前言
    3.2 正交試驗設(shè)計及結(jié)果討論
        3.2.1 正交實驗設(shè)計
        3.2.2 正交實驗結(jié)果分析
    3.3 石墨烯/NiCoO_2復(fù)合材料的表征
        3.3.1 X 射線衍射
        3.3.2 拉曼光譜
        3.3.3 X 射線光電子能譜
        3.3.4 表面形貌表征
        3.3.5 TEM 表征
    3.4 石墨烯/NiCoO_2復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試
        3.4.1 循環(huán)伏安測試
        3.4.2 恒電流充放電測試
        3.4.3 交流阻抗測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 電化學(xué)法制備石墨烯/Co_2O_3-NiO 復(fù)合材料
    4.1 引言
    4.2 石墨烯/Co_2O_3-NiO 復(fù)合材料的制備機理及電位的確定
    4.3 正交實驗設(shè)計及結(jié)果討論
        4.3.1 正交實驗的設(shè)計
        4.3.2 正交實驗結(jié)果分析
    4.4 石墨烯/Co_2O_3-NiO 復(fù)合材料的表征
        4.4.1 X 射線衍射
        4.4.2 拉曼光譜
        4.4.3 X 射線光電子能譜
        4.4.4 表面形貌表征
        4.4.5 TEM 表征
    4.5 石墨烯/Co_2O_3-NiO 復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試
        4.5.1 循環(huán)伏安測試
        4.5.2 恒電流充放電測試
        4.5.3 交流阻抗測試
    4.6 本章小結(jié)
第五章 石墨烯/鎳鈷氧化物復(fù)合材料電化學(xué)電容器的組裝
    5.1 前言
    5.2 石墨烯/NiCoO_2復(fù)合材料電化學(xué)電容器的組裝
        5.2.1 電化學(xué)電容器正負極的制備
        5.2.2 電化學(xué)電容器正負極充放電性能的比較
        5.2.3 循環(huán)伏安性能測試
        5.2.4 充放電性能測試
        5.2.5 循環(huán)壽命測試
        5.2.6 功率密度與能量密度
    5.3 石墨烯/Co_2O_3-NiO 復(fù)合材料電化學(xué)電容器的組裝
        5.3.1 電化學(xué)電容器正負極的制備
        5.3.2 電化學(xué)電容器正負極充放電性能的比較
        5.3.3 循環(huán)伏安性能測試
        5.3.4 充放電性能測試
        5.3.5 循環(huán)壽命測試
        5.3.6 能量密度與功率密度
    5.4 兩種非對稱型電容器的對比
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]新型儲能材料——石墨烯的儲能特性及其前景展望[J]. 楊全紅,唐致遠.  電源技術(shù). 2009(04)
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[5]電化學(xué)電容器電極材料超細MnO2的制備及表征[J]. 劉獻明,張校剛.  化學(xué)研究與應(yīng)用. 2003(04)



本文編號：3390816