过渡金属氧化物超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究

来源 :上海工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjp_22
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着资源能源的开发利用和能源存储面临着诸多问题,超级电容器作为一种新型环保的储能器件应运而生,成为了当前研究的热点之一。目前,超级电容器已广泛应用于各种电子产品、汽车辅助电源、军事化设备等诸多领域。各种制备超级电容器电极材料的合成方法层出不穷,如水热反应法、溶胶凝胶法、电化学沉积法等。为有效提高超级电容器储能性能,近年来主要集中于探索新型复合材料应用于超级电容器电极材料,如生物质碳材料/金属氧化物、金属氧化物/金属氧化物、金属氧化物/导电聚合物等。过渡金属氧化物具有优异的电荷存储性能,是最具应用潜力的超级电容器电极材料,但过渡金属氧化物通常存在电阻值较大、制备过程复杂和产量较低的缺点,严重制约了该类材料的工业化生产。本论文采用过渡金属盐的乙醇溶液燃烧法成功合成了嵌碳的过渡金属氧化物复合材料:C-Mn3O4/Mn O、C-Co3O4和C-Ce O2,并探究其在电容器方面的电化学性能,主要研究过程及结论如下:(1)以乙酸锰和无水乙醇为原料,在烧杯中燃烧,成功制备了嵌碳的Mn3O4/Mn O复合材料。通过SEM可看出,该燃烧法制备的复合材料尺寸明显要比煅烧法制备的材料小且表面也比较粗糙,整体呈现近似球形的结构,有效提高了复合材料与电解质溶液的接触面积。电化学测试,证实所制备的C-Mn3O4/Mn O复合材料的电化学性能明显优于Mn3O4/Mn O复合材料。当电流密度是1 A g-1时,经过5500次循环充放电测试后,C-Mn3O4/Mn O复合材料的比电容为188.3 F g-1,比电容保持率是其初始比电容的188%。(2)通过硝酸钴的乙醇溶液燃烧,制备了C-Co3O4复合材料。碳单质的引入提高了金属氧化物的导电性。SEM表征证实了该燃烧法制备的复合材料具有材料尺寸减小、表面粗糙度提高和比表面积增大等特点。当电流密度为0.5 A g-1时,C-Co3O4复合材料的比电容值达到359 F g-1,电化学性能明显优于煅烧法制备的纯Co3O4,经过1000次恒电流充放电循环测试发现,其比电容值保持率达93%以上。(3)利用硝酸铈的乙醇溶液燃烧法制备C-Ce O2超级电容器电极材料。将具有良好的氧化还原性能的二氧化铈材料进行碳元素掺杂,改善其电化学性能。由电化学测试分析可知,该合成方法可有效提高纯二氧化铈材料的比电容以及循环稳定性能。在1 A g-1的电流密度时进行1000次循环充放电测试,其比电容保持率为87%。
其他文献
目的:观察比较《内经》“关刺”法与普通针刺治疗腰椎间盘突出症的临床疗效,观察分析《内经》“关刺”法对腰椎间盘突出症的症状体征改善情况。方法:课题将纳入的60例腰椎间
城市湿地公园是城市绿地系统的重要组成部分,具有独特的生态价值和观赏价值,在生态文明建设不断推进的背景下受到越来越多的重视。本研究于2019年8月间在郑州龙子湖公园内选择具有普遍性和代表性的8个植物群落对其物种组成与冠层结构进行调查,对所选的植物群落8月上午11:00至11:30降温增湿效果以及人体舒适度进行综合评价;并于2019年9月至11月对秋季植物群落群落色彩进行调查与色彩评价,分析植物群落的
新城疫(Newcastle Disease,ND)是由新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)引起的禽类急性、高度接触性传染病,其主要临床表现为浆膜黏膜出血、呼吸困难、下痢及神经紊乱等。该病传播速度快、致死率高、接触传染性强、分布广泛,对全球家禽业造成了重大影响。尽管弱毒疫苗和灭活疫苗接种家禽是预防和控制新城疫最有效的方法,但全球商业家禽群中新城疫的不断暴发表明,常规疫
虾青素是一种具有强效抗氧化性的天然类胡萝卜素,在食品和医药等领域具有巨大的市场价值。因化学合成虾青素中间体复杂、缺乏安全性,生物合成方法被广泛关注。本研究采用常压室温等离子体诱变技术(ARTP)和过氧化氢刺激相结合的适应性进化策略,大幅提高酿酒酵母中虾青素产量。主要工作如下:1、选取不同来源的β-胡萝卜素酮化酶和羟化酶组合在酿酒酵母中构建虾青素合成路径,获得酿酒酵母虾青素生产菌株。然后,以该菌为出
社会的进步和国家的繁荣离不开技能型人才的推动,职业教育为新时代中国特色社会主义建设培养了大量的人才,为我国经济社会发展提供了不竭动力,民办高职作为我国高等职业院校的重要组成部分,为我国教育事业贡献着不可磨灭的力量。加强“双师型”教师队伍建设,是提升民办高职教学质量的核心和关键所在,也是民办高职办学特色的重要体现。因此,建设一支师德高尚、结构合理、素质过硬的“双师型”教师队伍便尤为重要。结合当前国内
学位
当前,在“新闻出版走出去”的大背景之下,政府、社会、企业全力推进我国学术出版“走出去”,学术出版国际话语权是伴随着国际关系的变化而逐步发生改变的,它是衡量一个国家国际传播能力的重要体现。目前我国综合国力已经有了极大的提升,学术出版能力也有了大幅的增长,但是我国的学术出版在国际上并未获得与之相匹配的地位,综合国力的提升关乎硬实力,而学术出版的国际话语权则反映着文化软实力。因此,在现有的制度之下,研究
学位
随着全球化经济与互联网技术进程不断加快,信息门户网站作为通向某类综合性互联网信息资源并提供有关信息服务的应用系统,对我国的社会信息化的发展产生了极大的促进作用。但
航天发动机在运行过程中产生的裂纹非线性张开和闭合行为、动—静件瞬态碰摩接触、以及联轴器不对中等故障均会激起转子的非线性振动,且不同的故障激励源相互作用,会引起复杂的故障耦合,并造成机组裂纹损伤,严重影响转子系统安全性。因此,研究耦合故障状态下的转轴裂纹故障机理,对保障航空发动机的安全运行有一定的理论指导意义。本文的研究内容分两方面:1、分别研究两类双故障并存的裂纹转子系统模型的振动特征:(1)裂纹
目的:针对接受体外受精-胚胎移植(In Vitro Fertilization-Embryo Transfer,IVF-ET)治疗的肾气虚证多囊卵巢综合征(Polycystic Ovary Syndrome,PCOS)患者应用补肾中药干预,观察对于提高肾气虚证PCOS患者卵细胞质量的临床疗效,并检测卵巢颗粒细胞雌性生殖干细胞(female germline stem cells,FGSCs)特异性