發(fā)布時間：2020-11-09 20:24

　　 鎳鈷基金屬氧化物與硫化物一直以來受到人們的極大關(guān)注,并且鎳鈷基硫化物目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。然而對于共處在同一主族的硒元素,直到現(xiàn)在也很少被報道被用于電化學(xué)領(lǐng)域。為了開發(fā)更好的電極活性材料,金屬硒化物逐漸進(jìn)入人們視野。首先金屬硒化物的電導(dǎo)率要高于一般硫化物,這將有利于反應(yīng)過程中電荷轉(zhuǎn)移;其次金屬硒化物提供的法拉第贗電容,相比于碳材料要高很多。因此將金屬硒化物應(yīng)用于超電材料含有很高的研究價值。故本文將通過簡單溶劑熱法制備合成出性能優(yōu)異的鎳鈷基金屬硒化物。具體研究內(nèi)容如下:(1)通過改變實驗的條件,以溶劑熱法制備多相的雙金屬鎳鈷硒化物,得出當(dāng)反應(yīng)物鎳鈷鹽摩爾比為2:1時,具有相對更好的性能。對其進(jìn)行電化學(xué)測試,當(dāng)電流密度從2 A/g增大到10 A/g時,其容量保持率高達(dá)到85%。在組裝成混合超級電容器,在電流密度為0.2 A/g的條件下,其比容量為131.7 F/g,并且最大能量密度和功率密度分別為38 Wh/kg和2175 W/kg。最后進(jìn)行循環(huán)性能測試,在1 A/g下連續(xù)5000次充放電后,仍能保持83%以上的容量,表明材料的電化學(xué)穩(wěn)定性良好。(2)采用溶劑熱方法制備出具有中空微納結(jié)構(gòu)的鎳鈷硒化物電極材料。首先中空的特殊結(jié)構(gòu)的存在,有利于有效提高材料比表面積,并且異質(zhì)結(jié)構(gòu)存在,多組分金屬離子間的協(xié)同作用,可以加快電化學(xué)反應(yīng)的過程中的氧化還原反應(yīng),最終對材料性能顯著提高。在進(jìn)行三電極測試后,在2 A/g時,其比電容可達(dá)達(dá)742F/g,增大到10 A/g時,其比電容可達(dá)500 F/g,仍有70%的比容量保持率。而組裝成不對稱電容器后,同時,在0.25 A/g的電流密度下,其比容量高達(dá)146 F/g,并且當(dāng)將電流密度增大到3 A/g時,測后發(fā)現(xiàn)其比容量仍然還保持在108 F/g,表明其在較高的電流密度下仍具有較高的比容量。(3)采用簡單的兩步溶劑熱法,通過調(diào)整硒源的使用量合成出多種多組硒化物電極材料,同時在進(jìn)行循環(huán)伏安過程中,發(fā)現(xiàn)并提出新的硒化物儲能反應(yīng)機(jī)理。分析其儲能機(jī)理,并提出新的儲能機(jī)制。另外在對多組電極材料進(jìn)行測試后發(fā)現(xiàn)多元金屬硒化物NiCoSe2具有優(yōu)異的電化學(xué)性能,在三電極體系下,其電流密度為2 A/g時,此時質(zhì)量比容量接近748 F/g,然而當(dāng)增加到30 A/g的大電流密度下時,其比容量仍有320 F/g左右,具有很好的倍率性能。當(dāng)將其組裝成不對稱電容器后,循環(huán)充放電性能優(yōu)異,在經(jīng)過5000次后仍有82.3%的比容量。且計算其能量密度和功率密度后,最大高達(dá)33 Wh/kg和3750 W/kg。因此NiCoSe2電極材料十分適合做為超級電容器。
【學(xué)位單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：O611.4;TM53
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第一章 緒論
    1.1 超級電容器簡介
        1.1.1 超級電容器的特點
        1.1.2 超級電容器分類及儲能機(jī)理
        1.1.3 超級電容器的應(yīng)用
    1.2 超電容電極材料研究進(jìn)展
        1.2.1 碳基材料的研究進(jìn)展
        1.2.2 導(dǎo)電聚合物研究進(jìn)展
        1.2.3 法拉第贗電容電極材料研究進(jìn)展
    1.3 本論文的研究意義和主要內(nèi)容
xCo_ySe硒化物的制備、表征及超電容性能'>第二章 Ni_xCo_ySe硒化物的制備、表征及超電容性能
    2.1 引言
    2.2 實驗內(nèi)容
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 樣品制備
        2.2.3 樣品表征
        2.2.4 電化學(xué)測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 樣品的物性表征
        2.3.2 樣品的形貌結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 樣品的電化學(xué)性能表征及分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 中空鎳鈷硒化物電極材料的制備、表征及其超電容性能
    3.1 引言
    3.2 實驗內(nèi)容
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 樣品制備
        3.2.3 樣品表征
        3.2.4 電化學(xué)測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 樣品的物性表征
        3.3.2 樣品的形貌結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 樣品的電化學(xué)性能表征及分析
    3.4 本章小結(jié)
2硒化物電極材料的制備、表征及其超電容性能'>第四章 NiCoSe₂硒化物電極材料的制備、表征及其超電容性能
    4.1 引言
    4.2 實驗內(nèi)容
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 樣品制備
        4.2.3 樣品表征
        4.2.4 電化學(xué)測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 樣品的物性表征
        4.3.2 樣品的形貌結(jié)構(gòu)表征
        4.3.3 樣品的儲能機(jī)理研究
        4.3.4 樣品的電化學(xué)測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
研究成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 馬仁志,魏秉慶,徐才錄,梁吉,吳德海;應(yīng)用于超級電容器的碳納米管電極的幾個特點[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2000年08期

本文編號：2876925