本文主要研究内容
作者王莉莉（2019）在《超级电容器先进电极材料的可控制备及电化学性能研究》一文中研究指出：解决能源短缺和环境恶化问题的最有效途径是寻找和开发可再生的清洁能源,如风能和太阳能等。在新能源的开发利用中,必然涉及和需要各种储能装置,其中超级电容器（或电化学电容器）因功率密度大(>10 kW kg-1)、充放电快速、循环寿命长（>100000cycles）、安全等优点而具有广阔的应用前景。但目前的商业超级电容器（活性炭及其复合材料）能量密度低(36 Wh kg-1),无法满足电站调峰、工业大设备和电动汽车等的需求。因此,研发高能量密度的超级电容器迫在眉睫。解决超级电容器能量密度问题的关键是提高电极材料的比电容和器件的工作电压。本文通过设计合理的合成路线制备了比表面积高、孔径大小合适、具有多种形貌和分级结构的电极材料,并用循环伏安、恒电流充放电和电化学阻抗谱等方法研究了它们的电化学电容性能,具体如下:（1）采用简易两步法,先以硝酸钴、硝酸镍、尿素为原料,通过水解反应得到含钴和镍的前驱体[(Ni1-xCox)OH2](CO32-)x/2·nH2O,再经煅烧得到NiCo2O4。SEM、XRD和BET等表征表明,NiCo2O4是结晶度较低、大小为23μm的微球,表面具有海胆状形貌和分级结构,比表面积为224 m2g-1。电化学测试结果表明,当电流密度为1 A g-1时,制备材料的比电容为1167 F g-1;当电流密度增加到20 A g-1时,比电容为1087 F g-1,电容保持率为93%。在10 A g-1的电流密度下经过3000次充放电循环后,材料的比电容从1095F g-1衰减到967 F g-1,电容保持率为88.5%。（2）采用直接水热法在泡沫镍表面原位生长NiCo2O4,制备了无粘结剂的电极NiCo2O4/NF。SEM和XRD表征结果表明,NiCo2O4像“海马齿草”一样生长在泡沫镍表面,长度约为1μm,宽度为100 nm左右,为尖晶石晶相。电化学测试结果表明,在电流密度为1 A g-1时,NiCo2O4/NF电极的比电容为1349 F g-1;在10 A g-1的电流密度下经过3000次充放电循环后,电极的比电容为1152 F g-1,电容保持率为85.4%。（3）以荔枝壳为碳源,在过氧化氢和醋酸混合溶液中进行水热处理,然后经高温碳化,制备了荔枝壳碳材料。SEM、BET和红外光谱等表征结果表明,制备的荔枝壳碳材料表面呈现海绵状形貌,比表面积约为1037 m2g-1,富含羰基和羟基等基团。电化学测试结果表明,在1 A g-1电流密度下荔枝壳碳材料的比电容为228 F g-1,经20000次充放电循环,其电容值仍保持100%。以荔枝壳碳材料为负极,海胆状NiCo2O4材料为正极,PVA/KOH溶胶为电解质,组装成混杂型超级电容器器件,该器件的能量密度为54 Wh kg-1,功率密度为808 W kg-1;在5 A g-1电流密度下经过15000次充放电循环测试,其容量衰减至初始值的50%。
Abstract
jie jue neng yuan duan que he huan jing e hua wen ti de zui you xiao tu jing shi xun zhao he kai fa ke zai sheng de qing jie neng yuan ,ru feng neng he tai yang neng deng 。zai xin neng yuan de kai fa li yong zhong ,bi ran she ji he xu yao ge chong chu neng zhuang zhi ,ji zhong chao ji dian rong qi （huo dian hua xue dian rong qi ）yin gong lv mi du da (>10 kW kg-1)、chong fang dian kuai su 、xun huan shou ming chang （>100000cycles）、an quan deng you dian er ju you an kuo de ying yong qian jing 。dan mu qian de shang ye chao ji dian rong qi （huo xing tan ji ji fu ge cai liao ）neng liang mi du di (36 Wh kg-1),mo fa man zu dian zhan diao feng 、gong ye da she bei he dian dong qi che deng de xu qiu 。yin ci ,yan fa gao neng liang mi du de chao ji dian rong qi pai zai mei jie 。jie jue chao ji dian rong qi neng liang mi du wen ti de guan jian shi di gao dian ji cai liao de bi dian rong he qi jian de gong zuo dian ya 。ben wen tong guo she ji ge li de ge cheng lu xian zhi bei le bi biao mian ji gao 、kong jing da xiao ge kuo 、ju you duo chong xing mao he fen ji jie gou de dian ji cai liao ,bing yong xun huan fu an 、heng dian liu chong fang dian he dian hua xue zu kang pu deng fang fa yan jiu le ta men de dian hua xue dian rong xing neng ,ju ti ru xia :（1）cai yong jian yi liang bu fa ,xian yi xiao suan gu 、xiao suan nie 、niao su wei yuan liao ,tong guo shui jie fan ying de dao han gu he nie de qian qu ti [(Ni1-xCox)OH2](CO32-)x/2·nH2O,zai jing duan shao de dao NiCo2O4。SEM、XRDhe BETdeng biao zheng biao ming ,NiCo2O4shi jie jing du jiao di 、da xiao wei 23μmde wei qiu ,biao mian ju you hai dan zhuang xing mao he fen ji jie gou ,bi biao mian ji wei 224 m2g-1。dian hua xue ce shi jie guo biao ming ,dang dian liu mi du wei 1 A g-1shi ,zhi bei cai liao de bi dian rong wei 1167 F g-1;dang dian liu mi du zeng jia dao 20 A g-1shi ,bi dian rong wei 1087 F g-1,dian rong bao chi lv wei 93%。zai 10 A g-1de dian liu mi du xia jing guo 3000ci chong fang dian xun huan hou ,cai liao de bi dian rong cong 1095F g-1cui jian dao 967 F g-1,dian rong bao chi lv wei 88.5%。（2）cai yong zhi jie shui re fa zai pao mo nie biao mian yuan wei sheng chang NiCo2O4,zhi bei le mo nian jie ji de dian ji NiCo2O4/NF。SEMhe XRDbiao zheng jie guo biao ming ,NiCo2O4xiang “hai ma chi cao ”yi yang sheng chang zai pao mo nie biao mian ,chang du yao wei 1μm,kuan du wei 100 nmzuo you ,wei jian jing dan jing xiang 。dian hua xue ce shi jie guo biao ming ,zai dian liu mi du wei 1 A g-1shi ,NiCo2O4/NFdian ji de bi dian rong wei 1349 F g-1;zai 10 A g-1de dian liu mi du xia jing guo 3000ci chong fang dian xun huan hou ,dian ji de bi dian rong wei 1152 F g-1,dian rong bao chi lv wei 85.4%。（3）yi li zhi ke wei tan yuan ,zai guo yang hua qing he cu suan hun ge rong ye zhong jin hang shui re chu li ,ran hou jing gao wen tan hua ,zhi bei le li zhi ke tan cai liao 。SEM、BEThe gong wai guang pu deng biao zheng jie guo biao ming ,zhi bei de li zhi ke tan cai liao biao mian cheng xian hai mian zhuang xing mao ,bi biao mian ji yao wei 1037 m2g-1,fu han tang ji he qiang ji deng ji tuan 。dian hua xue ce shi jie guo biao ming ,zai 1 A g-1dian liu mi du xia li zhi ke tan cai liao de bi dian rong wei 228 F g-1,jing 20000ci chong fang dian xun huan ,ji dian rong zhi reng bao chi 100%。yi li zhi ke tan cai liao wei fu ji ,hai dan zhuang NiCo2O4cai liao wei zheng ji ,PVA/KOHrong jiao wei dian jie zhi ,zu zhuang cheng hun za xing chao ji dian rong qi qi jian ,gai qi jian de neng liang mi du wei 54 Wh kg-1,gong lv mi du wei 808 W kg-1;zai 5 A g-1dian liu mi du xia jing guo 15000ci chong fang dian xun huan ce shi ,ji rong liang cui jian zhi chu shi zhi de 50%。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自海南师范大学的王莉莉，发表于刊物海南师范大学2019-10-17论文，是一篇关于超级电容器论文,过渡金属氧化物论文,原位生长论文,荔枝壳论文,生物质衍生碳论文,海南师范大学2019-10-17论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自海南师范大学2019-10-17论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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