錳氧化物具有較高的理論比容量、價(jià)格低廉、含量豐富等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是一種有前途的電極材料。但是較差的電子導(dǎo)電性和循環(huán)過(guò)程中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定嚴(yán)重限制了其發(fā)展。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)構(gòu)建異質(zhì)結(jié)和復(fù)合碳材料來(lái)提升其電化學(xué)性能及循環(huán)穩(wěn)定性。同時(shí),研究其在堿性電解液體系下充放電過(guò)程中微觀結(jié)構(gòu)的變化及儲(chǔ)能機(jī)理。通過(guò)一步水熱法結(jié)合退火處理制備了穩(wěn)定的MnO_x納米線@MnO_x納米片異質(zhì)結(jié)。MnO_x納米片均勻的生長(zhǎng)在MnO_x納米線表面,提供了大比表面積和多的活性位點(diǎn)。該結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能(在1 A g^-1電流密度下容量為336 F g^-1)和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。這主要?dú)w因于具有穩(wěn)定骨架的一維納米線和提供更多活性位點(diǎn)的二維納米片之間的維度協(xié)同作用。進(jìn)一步改善MnO_x納米線@MnO_x納米片核殼結(jié)構(gòu)的電子導(dǎo)電性,通過(guò)水熱法結(jié)合熱處理構(gòu)建了MnO_x@C@MnO_x異質(zhì)結(jié),該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能(在1 A g<... 

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級(jí)電容器發(fā)展概況
        1.2.1 超級(jí)電容器儲(chǔ)能機(jī)理
        1.2.2 超級(jí)電容器電極材料
    1.3 錳氧化物電極材料概述
        1.3.1 錳氧化物的分類
        1.3.2 錳氧化物的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
        1.3.3 錳氧化物研究進(jìn)展
    1.4 本課題的研究意義和內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法與表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)所需儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)所需藥品
    2.2 電極的制備及電池組裝
        2.2.1 研究電極的制備
        2.2.2 對(duì)電極的制備
        2.2.3 三電極的組裝及測(cè)試
        2.2.4 非對(duì)稱超級(jí)電容器的組裝及測(cè)試
    2.3 電極材料性能表征
        2.3.1 電極材料物理性能表征
        2.3.2 電極材料電化學(xué)性能表征
第3章 MnO_x納米線@MnO_x納米片異質(zhì)結(jié)的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 MnO_x納米線@MnO_x納米片異質(zhì)結(jié)電極材料的制備方法
    3.3 MnO_x納米線@MnO_x納米片異質(zhì)結(jié)電極材料的結(jié)構(gòu)和形貌分析
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 SEM分析
        3.3.3 TEM分析
    3.4 MnO_x納米線@MnO_x納米片異質(zhì)結(jié)電極材料的電化學(xué)性能分析
        3.4.1 GCD分析
        3.4.2 CV分析
        3.4.3 EIS分析
        3.4.4 循環(huán)性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 超長(zhǎng)MnO_x納米線@C@MnO_x納米片核殼異質(zhì)結(jié)的制備及儲(chǔ)能機(jī)理研究.
    4.1 引言
    4.2 超長(zhǎng)MnO_x納米線@C@MnO_x納米片核殼異質(zhì)結(jié)的制備
        4.2.1 N,S共摻多孔碳的制備
    4.3 超長(zhǎng)MnO_x納米線@C@MnO_x納米片異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)和形貌分析
        4.3.1 XRD分析
        4.3.2 SEM分析
        4.3.3 TEM分析
        4.3.4 N_2吸附脫附分析(BET分析)
        4.3.5 原位Raman分析和XRD分析
    4.4 超長(zhǎng)MnO_x納米線@C@MnO_x納米片異質(zhì)結(jié)的電化學(xué)性能測(cè)試
        4.4.1 恒流充放電(GCD)測(cè)試
        4.4.2 循環(huán)伏安(CV)測(cè)試
        4.4.3 循環(huán)性能測(cè)試
        4.4.4 非對(duì)稱超級(jí)電容器組裝及測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Mn_3O_4@r GO異質(zhì)結(jié)的制備及儲(chǔ)能機(jī)理研究
    5.1 引言
    5.2 Mn_3O_4@r GO異質(zhì)結(jié)的制備
    5.3 Mn_3O_4@r GO異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 Zeta電位分析
        5.3.3 SEM分析
        5.3.4 AFM分析
        5.3.5 TEM(HRTEM)分析及mapping分析
        5.3.6 N_2吸附脫附及孔徑分布分析
        5.3.7 原位Raman分析
        5.3.8 EQCM(電化學(xué)石英晶體微天平)分析
        5.3.9 第一性原理計(jì)算分析
    5.4 Mn_3O_4@r GO異質(zhì)結(jié)的電化學(xué)性能表征
        5.4.1 CV測(cè)試
        5.4.2 GCD測(cè)試
        5.4.3 EIS測(cè)試
        5.4.4 長(zhǎng)循環(huán)性能測(cè)試
        5.4.5 非對(duì)稱超級(jí)電容器器件測(cè)試
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氮氧共摻雜多孔碳片用于超高比容量的超級(jí)電容器（英文）[J]. 吳中,張新波.  Science China Materials. 2016(07)
[2]基于碳材料的可伸縮型超級(jí)電容器的研究進(jìn)展（英文）[J]. 張熙悅,張昊喆,林子琦,于明浩,盧錫洪,童葉翔.  Science China Materials. 2016(06)
[3]二氧化錳及相關(guān)錳氧化物的晶體結(jié)構(gòu)、制備及放電性能（1）[J]. 夏熙.  電池. 2004(06)

博士論文
[1]多級(jí)陣列結(jié)構(gòu)與類固溶復(fù)合體系的構(gòu)筑及電化學(xué)儲(chǔ)能研究[D]. 張冠華.湖南大學(xué) 2016

碩士論文
[1]二氧化錳超級(jí)電容器電極材料的研究[D]. 鐘玲瓏.天津大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3680706