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鈷酸鎳電極材料的制備、表征及其超電容性能研究

發(fā)布時(shí)間:2025-05-26 23:08
  超級(jí)電容器是一種介于傳統(tǒng)靜電電容器和二次電池之間的新型電化學(xué)儲(chǔ)能器件,由于其具有高功率、長壽命及良好安全性等優(yōu)點(diǎn),近年來超級(jí)電容器已成為儲(chǔ)能領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。電極材料作為電容器的重要組成部分,其微結(jié)構(gòu)和組成直接決定了超級(jí)電容器整體性能的優(yōu)劣。具有高理論比電容、良好電子導(dǎo)電性等諸多優(yōu)點(diǎn)的二元過渡金屬氧化物鈷酸鎳(NiCo2O4)引起了研究者的廣泛關(guān)注,它有望成為下一代高性能、低成本超級(jí)電容器的電極材料之一。本文通過優(yōu)化設(shè)計(jì)并可控制備了微納和自支撐結(jié)構(gòu)的NiCo2O4電極材料,旨在實(shí)現(xiàn)便捷的離子、電子傳輸及豐富的電活性位,以此來改善其電化學(xué)性能,最終獲得高性能的NiCo2O4電極材料。具體研究內(nèi)容如下:(1)無模板法可控制備了由超薄單晶納米片所組裝的一維介孔NiCo2O4納米線,并詳細(xì)探究了其形成機(jī)制及超電容特性。研究發(fā)現(xiàn),所制備的介孔NiCo2O4納米線是由二維超薄納米片沿長度方向組裝而成的一維多層結(jié)構(gòu)。泡沫鎳基底及組分對(duì)其微觀形成起到了至關(guān)重要的作用。其獨(dú)特的一維介孔多層結(jié)構(gòu)有效地提供了電子、離子快速傳輸通道,縮短了傳輸距離,減小了傳荷阻力,改善了電化學(xué)性能。電化學(xué)性能研究表明,在1 ...

【文章頁數(shù)】:87 頁

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【文章目錄】:
摘要
Abstract
引言
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 超級(jí)電容器概述
        1.1.1 超級(jí)電容器的特點(diǎn)
        1.1.2 超級(jí)電容器的用途
    1.2 超級(jí)電容器的分類及其儲(chǔ)能機(jī)理
        1.2.1 雙電層電容的儲(chǔ)能機(jī)理
        1.2.2 法拉第贗電容的儲(chǔ)能機(jī)理
    1.3 超級(jí)電容器電極材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 碳基電極材料的研究進(jìn)展
        1.3.2 過渡金屬氧化物電極材料的研究進(jìn)展
    1.4 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 一維NiCo2O4納米線電極材料的無模板法制備、表征及其超電容特性
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 試劑
        2.2.2 樣品制備
        2.2.3 樣品的物理表征
        2.2.4 樣品的電化學(xué)表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 NiCo2O4納米線的物性表征
        2.3.2 NiCo2O4納米線的電化學(xué)性能測試
    2.4 本章小結(jié)
第三章 介孔NiCo2O4中空亞微球材料的模板法制備、表征及其超電容特性
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 試劑
        3.2.2 樣品制備
        3.2.3 樣品的物理表征
        3.2.4 樣品的電化學(xué)表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 介孔中空NiCo2O4亞微球的物性表征
        3.3.2 介孔 NiCo2O4 中空亞微的電化學(xué)性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 三維多孔NiCo2O4網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物輔助合成、表征及其超電容特性
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 試劑
        4.2.2 樣品制備
        4.2.3 樣品的物理表征
        4.2.4 樣品的電化學(xué)表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 三維多孔網(wǎng)狀NiCo2O4的物性表征
        4.3.2 三維多孔網(wǎng)狀NiCo2O4的電化學(xué)性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 自支撐超薄介孔NiCo2O4納米片材料的制備、表征及其超電容特性
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 試劑
        5.2.2 樣品制備
        5.2.3 樣品的物理表征
        5.2.4 樣品的電化學(xué)表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 自支撐超薄介孔NiCo2O4納米片/泡沫鎳的物性表征
        5.3.2 自支撐超薄介孔NiCo2O4納米片/泡沫鎳的電化學(xué)性能測試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
研究成果
致謝



本文編號(hào):4047120

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