發(fā)布時間：2021-10-21 06:57

　　作為超級電容器的關(guān)鍵部件,電極材料一直是超級電容器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前研究的電極材料主要包括碳材料、金屬化合物和導(dǎo)電聚合物。由于各種電極材料有著自身的優(yōu)缺點(diǎn),因而通過將電極材料復(fù)合可以取長補(bǔ)短實(shí)現(xiàn)電化學(xué)性能的優(yōu)化。石墨烯自發(fā)現(xiàn)以來,由于其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)受到了材料和化學(xué)界的廣泛關(guān)注。對石墨烯進(jìn)行氮摻雜,能夠調(diào)節(jié)其電子結(jié)構(gòu),有效地改進(jìn)其物理化學(xué)性能,拓寬其在超級電容器領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。為了獲得高比電容量的超級電容器電極材料,本文基于氮摻雜石墨烯與金屬化合物之間的協(xié)同增效作用,通過利用廉價的原材料和簡單的水熱法合成系列的氮摻雜石墨烯/金屬化合物復(fù)合電極材料。探索復(fù)合電極材料的形成機(jī)理,并研究了電極材料的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和形貌等因素對電化學(xué)性能的影響。論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）采用兩步水熱法,以醋酸鎳和尿素分別作為鎳源和還原劑及氮源,先合成氮摻雜石墨烯,再以其作為Ni（OH）2的載體,合成氮摻雜石墨烯/氫氧化鎳（N-RGO&Ni（OH）2）復(fù)合物。對其結(jié)構(gòu)、組成、形貌和電化學(xué)性能進(jìn)行分析,并探究了氮摻雜對復(fù)合物形貌的影響機(jī)理。結(jié)果表明:N-RGO含氧官能團(tuán)較少,使得Ni2+的成核點(diǎn)... 

【文章來源】：暨南大學(xué)廣東省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

各種能量存儲系統(tǒng)的Ragone圖

(1)雙電層電容器(EDLC)的原理圖1.2 雙電層電容器的工作原理Fig. 1.2 The working principle for EDLC雙電層這個概念由亥姆霍茲在 1853 年首次提出，后經(jīng) Gouy、Chapman、Stern、Geary等人的逐步完善，現(xiàn)已形成比較系統(tǒng)的模型[3]。雙電層電容器主要是通過電極與電解質(zhì)接觸的界面上形成雙電層來進(jìn)行能量儲存，即通過可逆的電荷或離子吸附來儲能。原理如圖1.2 所示[16]。充電時，在外加電源的作用下，電子從正極轉(zhuǎn)移到負(fù)極，同時電極表面的帶電電荷通過靜電作用吸引電解液中電性相反的離子，正極表面吸附電解液當(dāng)中的負(fù)離子，負(fù)極表面吸附正離子，結(jié)果在電極與電解液界面間因異性電荷相互吸引而形成雙電層，以電荷形式將能量存儲在電極與電解液的界面中。充電完成后，由于電極和電解液界面之間異性電荷的靜電吸引作用

圖 1.3 贗電容器的工作原理1.3 The working principle of pseudoca了贗電容儲能系統(tǒng)，他認(rèn)為此種電行，從而得到比單純發(fā)生在電極表容器是在電極的表面或者體相中，者氧化還原反應(yīng)來進(jìn)行能量儲存。其過程，而且也包括由于電解液離子在工作原理如圖 1.3 所示[18]。理：充電時，電解液離子在外加電電活性物質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)入到質(zhì)體相中的電解液離子重新回到電解。


本文編號：3448472