提高Ni(OH) 2 /XC-72复合物的电容性能的研究
发布时间：2024-01-27 11:35
超级电容器作为一种介于电池和传统电容器之间的新型储能器件,具有较快的充放电速率、较高的功率密度、较长的循环寿命、较宽的工作温度范围、环境友好等优点。电极材料是决定其性能的关键因素,由于赝电容电极材料具有比双电层电容更高的能量密度,成为近年来研究的热点之一。Ni(OH)2具有较高的理论比电容和价格低廉等优点,但同时也存在导电性较差,粒子易团聚等困扰,因此通常与碳材料制备成复合材料,以改善其电化学性能。导电炭黑Vulcan XC-72(XC-72)中孔率高、导电性较好,是一种Ni(OH)2纳米颗粒的优良载体。本课题组首次采用XC-72合成的Ni(OH)2/XC-72复合物具有较高的比电容,但其循环稳定性和倍率性能尚需进行进一步提高。本论文将通过简单、有效的方法提高Ni(OH)2/XC-72复合物的电容性能。首先从载体入手,一方面采用混酸(浓硝酸和浓硫酸)对XC-72进行改性得到表面具有含氧基团的碳材料functionalized-XC-72(f-XC-72),将Ni(OH)2粒子锚定在碳材料上,抑制充放电循环过程中Ni(OH)2粒径的长大,改善其循环稳定性。另一方面,对XC-72进行高温热...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器简介
1.2.1 双电层电容器
1.2.2 膺电容电容器
1.2.3 超级电容器的特点
1.2.4 超级电容器的应用
1.3 超级电容器研究现状
1.3.1 电极材料
1.3.1.1 水热法
1.3.1.2 微波辅助加热法
1.3.1.3 电沉积法
1.3.1.4 模板法
1.3.1.5 电泳沉积法
1.3.1.6 化学沉淀法
1.3.1.7 CVD(气相沉积)法
1.3.1.8 其他方法
1.3.2 隔膜
1.3.3 电解液
1.3.4 集流体
1.4 超级电容器的组装
1.5 选题的目的及意义
第2章 材料的表征及测试
2.1 物理表征
2.1.1 X-射线衍射(XRD)
2.1.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)
2.1.3 热重分析(TGA)
2.1.4 X射线光电子能谱(XPS)
2.1.5 比表面积测试(BET)
2.1.6 扫描电镜(SEM)
2.1.7 透射电镜(TEM)
2.2 电化学性能测试
2.2.1 循环伏安测试
2.2.2 恒流充放电测试
2.2.3 交流阻抗测试
第3章 XC-72的改性及其复合物的制备
3.1 实验部分
3.1.1 试剂及仪器
3.1.2 实验步骤
3.1.2.1 混酸功能化改性XC-72
3.1.2.2 Ni(OH)2/f-XC-72复合物的合成
3.1.2.3 电极片的制备
3.1.2.4 材料的表征及电化学测试
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 酸洗温度对复合物性能的影响
3.2.2 酸洗时间对复合物性能的影响
3.2.3 Ni(OH)2/f-XC-72的FT-IR光谱及热重分析(TGA)
3.2.4 Ni(OH)2/f-XC-72的X射线衍射图谱(XRD)及比表面积测试(BET)
3.2.5 Ni(OH)2/f-XC-72的光电子能谱(XPS)
3.2.6 Ni(OH)2/f-XC-72的形貌表征
3.2.7 Ni(OH)2/f-XC-72和Ni(OH)2/XC-72电化学性能测试
3.3 Ni(OH)2/T-XC-72复合物的表征及电化学性能测试
3.3.1 高温热处理温度对复合物性能的影响
3.3.2 高温热处理时间对复合物性能的影响
3.3.3 XC-72高温热处理前后复合物电化学性能对比
3.3.4 Ni(OH)2/T-XC-72的X射线衍射图谱(XRD)和红外光谱
3.3.5 Ni(0H)2/r-XG-72的形貌表征(SEM 和 TEM)
3.4 单体电容器的组装及电化学性能测试
3.4.1 活性炭单电极测试
3.4.2 不同正负极比例的考察
3.4.3 不同隔膜种类的考察
3.4.4 AC//Ni(OH)2/T-XC-72和AC/Ni(OH)2/f-XC-72性能对比
3.4.5 循环稳定性考察
本章小结
第4章 Ni-Co-DH/XC-72复合物的制备及表征
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 Ni-Co-DH/XC-72复合物的制备
4.2.2 电极片的制备
4.2.3 材料的表征及性能测试
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 Ni-Co-DH/XC-72电化学窗口的考察
4.3.2 沉降pH值对复合物性能的影响
4.3.3 沉降时间对复合物性能的影响
4.3.4 Ni与Co的比例对复合物性能的影响对复合物性能的影响
4.3.5 加热时间对复合物性能的影响
4.3.6 加热功率对复合物性能的影响
4.4 Ni2-Co-DH/XC-72复合物的表征
4.4.1 Ni2-Co-DH/XC-72的X射线衍射图谱(XRD)和红外光谱(FT-IR)
4.4.2 Ni2-Co-DH/XC-72的光电子能谱(XPS)
4.4.3 Ni2-Co-DH/XC-72的形貌表征
4.5 Ni2-Co-DH/XC-72复合物的电化学性能测试
4.6 单体电容器的组装及电化学性能测试
本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及科研成果
本文编号：3886890
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器简介
1.2.1 双电层电容器
1.2.2 膺电容电容器
1.2.3 超级电容器的特点
1.2.4 超级电容器的应用
1.3 超级电容器研究现状
1.3.1 电极材料
1.3.1.1 水热法
1.3.1.2 微波辅助加热法
1.3.1.3 电沉积法
1.3.1.4 模板法
1.3.1.5 电泳沉积法
1.3.1.6 化学沉淀法
1.3.1.7 CVD(气相沉积)法
1.3.1.8 其他方法
1.3.2 隔膜
1.3.3 电解液
1.3.4 集流体
1.4 超级电容器的组装
1.5 选题的目的及意义
第2章 材料的表征及测试
2.1 物理表征
2.1.1 X-射线衍射(XRD)
2.1.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)
2.1.3 热重分析(TGA)
2.1.4 X射线光电子能谱(XPS)
2.1.5 比表面积测试(BET)
2.1.6 扫描电镜(SEM)
2.1.7 透射电镜(TEM)
2.2 电化学性能测试
2.2.1 循环伏安测试
2.2.2 恒流充放电测试
2.2.3 交流阻抗测试
第3章 XC-72的改性及其复合物的制备
3.1 实验部分
3.1.1 试剂及仪器
3.1.2 实验步骤
3.1.2.1 混酸功能化改性XC-72
3.1.2.2 Ni(OH)2/f-XC-72复合物的合成
3.1.2.3 电极片的制备
3.1.2.4 材料的表征及电化学测试
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 酸洗温度对复合物性能的影响
3.2.2 酸洗时间对复合物性能的影响
3.2.3 Ni(OH)2/f-XC-72的FT-IR光谱及热重分析(TGA)
3.2.4 Ni(OH)2/f-XC-72的X射线衍射图谱(XRD)及比表面积测试(BET)
3.2.5 Ni(OH)2/f-XC-72的光电子能谱(XPS)
3.2.6 Ni(OH)2/f-XC-72的形貌表征
3.2.7 Ni(OH)2/f-XC-72和Ni(OH)2/XC-72电化学性能测试
3.3 Ni(OH)2/T-XC-72复合物的表征及电化学性能测试
3.3.1 高温热处理温度对复合物性能的影响
3.3.2 高温热处理时间对复合物性能的影响
3.3.3 XC-72高温热处理前后复合物电化学性能对比
3.3.4 Ni(OH)2/T-XC-72的X射线衍射图谱(XRD)和红外光谱
3.3.5 Ni(0H)2/r-XG-72的形貌表征(SEM 和 TEM)
3.4 单体电容器的组装及电化学性能测试
3.4.1 活性炭单电极测试
3.4.2 不同正负极比例的考察
3.4.3 不同隔膜种类的考察
3.4.4 AC//Ni(OH)2/T-XC-72和AC/Ni(OH)2/f-XC-72性能对比
3.4.5 循环稳定性考察
本章小结
第4章 Ni-Co-DH/XC-72复合物的制备及表征
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 Ni-Co-DH/XC-72复合物的制备
4.2.2 电极片的制备
4.2.3 材料的表征及性能测试
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 Ni-Co-DH/XC-72电化学窗口的考察
4.3.2 沉降pH值对复合物性能的影响
4.3.3 沉降时间对复合物性能的影响
4.3.4 Ni与Co的比例对复合物性能的影响对复合物性能的影响
4.3.5 加热时间对复合物性能的影响
4.3.6 加热功率对复合物性能的影响
4.4 Ni2-Co-DH/XC-72复合物的表征
4.4.1 Ni2-Co-DH/XC-72的X射线衍射图谱(XRD)和红外光谱(FT-IR)
4.4.2 Ni2-Co-DH/XC-72的光电子能谱(XPS)
4.4.3 Ni2-Co-DH/XC-72的形貌表征
4.5 Ni2-Co-DH/XC-72复合物的电化学性能测试
4.6 单体电容器的组装及电化学性能测试
本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及科研成果
本文编号：3886890
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3886890.html