电化学电容器电极材料的制备及性能研究

摘要

超级电容器是化学电源家族中诞生较晚的一位新成员，它结合了物理电容器高功率及传统电池高能量密度的优点，其应用领域因此而具有独到之处。己进行的研究表明，高性能的超级电容器取决于高性能的电极材料。优良的超级电容器电极材料不仅要求一般材料所具备的固体氧化还原性能，而且要求孔结构与比表面积的匹配性。本论文综述了超级电容器的基本原理、电极材料研究进展、应用前景。从纳米材料结构设计出发，成功制备出纳米结构化的电极材料并将其应用到电化学电容器。本论文还研究了金属硫化物作为超级电容器的电化学性质，为开发超级电容器材料开拓了新的领域。具体开展的主要研究内容如下： 1，用化学沉淀法合成了Co(OH)<,2>和ZiO<,2>纳米管复合材料，并用TEM，XKD，循环伏安法，充放电法和交流阻抗法研究了不同质量比的复合材料的微结构及电化学性质。研究表明，ZiO<,2>纳米管的三维网状结构使Co(OH)<,2>更分散，从而提高了Co(OH)<,2>的利用率。 2，用简单的化学沉淀法合成了无定形态的硫化钴，并用循环伏安法，充放电法和交流阻抗法详细研究了它的电容性能。结果表明，硫化钴在碱性体系下有良好的电容行为，当放电电流密度为5mA/cm<'2>，硫化钴的比容量达475 F/g，甚至在放电电流密度高达50mA/cm<'2>时，比容量仍然有369 F/g，这一性能说明硫化钴是一种适合大电流充放的电极材料。通过研究硫化钴在碱性体系和中性体系电解液中电化学行为的不同，推测了硫化钴在KOH水溶液中的电化学反应机理。 3，用化学沉淀法合成了硫化镍和硫化锰，用循环伏安法和充放电法初步研究了硫化镍和硫化锰在碱性体系和中性体系电解液中的电容行为。结果表明，硫化镍在碱性体系中具有电容行为，是法拉第赝电容；硫化锰在中性体系中具有电容行为，是双电层电容。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1超级电容器简介

1.2超级电容器的基本概念、分类

1.3超级电容器的组成

1.4碳电极电化学电容器研究进展

1.5金属氧化物电化学电容器研究进展

1.6导电聚合物材料研究进展

1.7 Ⅲ型聚合物超电容器国外研究进展

1.8纳米结构电极材料在电化学电容器中的应用

1.9选题思路及研究目的

参考文献

第二章Co(OH)2/TiO2纳米管复合材料的制备及其在电化学电容器中的应用

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4本章小结

参考文献

第三章硫化物在电化学电容器中的应用

3.1引言

3.2硫化钴在电化学电容器中的应用

3.3硫化镍在电化学电容器中的应用

3.4硫化锰在电化学电容器中的应用

3.5本章小结

参考文献

第四章结论与展望

附录Ⅰ作者简历及硕士在读期间发表论文和学术交流情况

致谢