超級電容器也稱為電化學電容器,因其具有功率密度高、循環壽命長、充電時間短、工作溫度范圍寬等優點,被認為是理想的儲能器件。在各種超級電容器電極材料中,由于過渡金屬氧化物的金屬離子具有不同的氧化態,使其能夠促進氧化還原轉變,在水分解電壓范圍內具有更高的電荷儲存能力。MnO₂和Co₃O₄都擁有高的理論比容量,在自然界中的豐度大,對環境無污染,被認為是超級電容器的理想材料。然而,由于它們的導電性和機械性能較差,使得這兩種氧化物的實際電容表現遠低于其理論比容量。在本論文中,我們充分地利用了納米多孔金屬優異的導電性,通過在納米多孔金屬表面生長MnO₂和Co₃O₄以形成復合物的方式來提高這兩種電極材料的電導率。本文的主要內容:1、利用簡單的去合金化方法制備納米多孔金屬(Ni、Cu和Ag),通過KMnO₄與納米多孔金屬之間的氧化還原反應制備了新型的M@MnO₂復合電極材料。由于納米多孔金屬電導率高且具有三維網絡結構,因此制備的復...

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 超級電容器概述
        1.1.2 超級電容器的儲能機理
        1.1.3 超級電容器電極材料
    1.2 MnO₂電極材料的研究現狀
    1.3 Co₃O₄電極材料的研究現狀
    1.4 去合金化
    1.5 本課題的選題依據和研究內容
第二章 實驗方案設計與研究方法
    2.1 藥品試劑
    2.2 樣品制備
        2.2.1 Ni₅Al₉₅、Cu₅Al₉₅和Ag₅Al₉₅合金條帶的制備
        2.2.2 Ni@MnO₂、Cu@MnO₂和Ag@MnO₂復合電極材料的制備
        2.2.3 新型二級多孔集流體的制備
        2.2.4 以二級多孔泡沫鎳為集流體電化學沉積MnO2

        2.2.5 Ni_xCo_yAl_z合金條帶及Ni-Co₃O₄的制備
    2.3 材料表征與分析
        2.3.1 X射線粉末衍射(XRD)
        2.3.2 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.4 X射線能譜分析(EDS&Mapping)
        2.3.5 電感耦合等離子體原子發射光譜(ICP-AES)
        2.3.6 透射電子顯微鏡(TEM)
    2.4 電化學性能測試
        2.4.1 工作電極極片的制備與三電極測試系統的組裝
        2.4.2 循環伏安測試(CV)
        2.4.3 不同電流密度下充放電測試(GCD)
        2.4.4 充放電循環穩定性測試
        2.4.5 交流阻抗測試(EIS)
第三章 多孔金屬M@MnO₂(M=Ni、Cu及Ag)的制備及其在超級電容器中的應用
    3.1 引言
    3.2 結果與討論
        3.2.1 M@MnO₂復合電極材料的形貌表征
        3.2.2 M@MnO₂復合電極材料的物相與結構表征
        3.2.3 M@MnO₂復合電極材料的電化學性能測試
    3.3 本章小結
第四章 二級多孔復合電極的制備及其在超級電容器中的應用
    4.1 引言
    4.2 結果與討論
        4.2.1 二級多孔復合電極(PNF@MnO₂)的形貌表征
        4.2.2 二級多孔復合電極(PNF@MnO₂)的物相及結構表征
        4.2.3 二級多孔復合電極(PNF@MnO₂)的電化學性能表征
    4.3 本章小結
第五章 Ni-Co₃O₄復合電極材料的可控合成及其在超級電容器中的應用
    5.1 引言
    5.2 結果與討論
        5.2.1 Ni-Co₃O₄復合電極材料的形貌表征
        5.2.2 Ni-Co₃O₄復合電極材料的組成及結構表征
        5.2.3 Ni-Co₃O₄復合電極材料的電化學性能測試
    5.3 本章小結
第六章 結論與展望
參考文獻
致謝
附錄



本文編號：3999259

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