花状NiO和Ni6MnO8复合物及二硫化钼与蜂窝状碳材料复合物的电化学性能研究

摘要

目前，随着生存环境污染以及地球能源枯竭的日益加重，高效环保的储能器件是现代社会应用迫切需要的。为了适应科技发展的进步，超级电容器等储能器件应运而生，并且需要不断改善其各项性能，以求制作更加高效的储能器件适用于各个领域的苛刻要求。目前电容器相关性能的提高主要取决于器件所采用的电极材料，传统的碳材料已经不能满足储能器件的性能要求，因此，新型高效的储能器件电极材料的开发势在必行。目前，过渡金属氧化物、过渡金属配合物及过渡金属硫化物作为电极材料的研究十分广泛，这对未来储能器件的应用方向具有深远的影响。基于目前电极材料的研究方向，本文主要研究分为如下几点:
　　(1)过渡金属氧化物NiO/Ni6MnO8复合物的制备及其电化学性能的研究:由于单一的过渡金属氧化物的比容量较小、循环稳定性差、导电性差和环境污染等问题，使得单一的材料难以实际运用。而两种或多种材料的复合，优化材料结构，以及材料间的协同作用和界面效应，可以有效的提高材料的电化学性能。本文采用简单的一步水热法制备了花状NiO/Ni6MnO8复合材料，相比于单一的NiO或Ni6MnO8不仅拥有更高的比容量，更好的循环稳定性，同时降低了材料的阻抗，加快了离子扩散，表现出优良的电化学特性。在充放电电流密度为1Ag-1时，NiO/Ni6MnO8复合材料的比电容达到了433F g-1，同时经过1000次充放电循环后，充放电效率仍达到90％以上。
　　(2)硫化钼和多孔蜂窝状碳材料复合物的制备及其电化学性能表征:硫化钼由于独特的物化特性，广泛运用在超级电容器、锂电池、光产氢以及光电器件，但纯的硫化钼由于电子传递较弱、易团簇以及库伦效率低，大大限制了其的实际运用。而碳材料恰好具有高导电性、制备简单、结构稳定并且容易复合等特点，所以两者复合可以很好的提高硫化钼的电化学性能。实验结果得出，在充放电电流密度为1A g-1时，复合材料的比容量达到213F g-1，较纯的二硫化钼(63F g-1)提高了3.4倍。

目录

声明

摘要

1．1 超电的发展简史

1．2 超电原理和参数

1．2．1 超电的分类

1．1．2 超电参数指标

1．2 超电的应用

1．3．1 超电的特点

1．3．2 超电在汽车制造的应用

1．3．3 超电在各种发电系统中的应用

1．3．4 超电在照明领域的应用

1．3 超电的发展趋势

1．3．1 超电研究趋势

1．3．2 超电应用趋势

1．4 本文主要研究内容

第二章 实验涉及设备与表征

2．1 实验药品与测试仪器

2．2 表征方法

2．2．1 XRD图谱(X-ray diffraction，XRD)

2．2．2 拉曼光谱分析(Raman spectroscopy measurements，Raman)

2．2．3 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)

2．2．4 透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope，TEM)

2．2．5 比表面积及孔径分布仪(Surface Area，BET)

2．3 超电性能表征

2．3．1 实验设备

2．3．2 循环伏安法测试(Cyclic Voltammetry，CV)

2．3．3 恒定电流充放电测试(Galvanostatic charge／discharge curves，GCD)

第三章 水热法合成花状NiO／Ni6MnO8复合物及其电化学性能研究

3．1 引言

3．2．2 Ni6MnO8和NiO的制备方法

3．3．1 XRD图谱分析

3．3．2 Raman图谱分析

3．3．3 SEM及EDX表征分析

3．3．4 BET和TEM表征分析

3．3．5 XPS表征分析

3．4 电化学性能测试表徊

3．4．1 测试电极制作

3．4．2 CV测试结果分析

3．4．3 恒定电流充放电曲线测试结果分析

3．4．4 循环稳定性测试分析

3．4．5 交流阻抗测试分析

3．5 总结

第四章 二硫化钼与蜂窝状碳模板复合的电化学性能研究

4．1 引言

4．2 蜂窝状碳和二硫化钼复合物制备

4．2．1 涉及药品和仪器

4．2．4 MoS2的制备

4．2．5 MoS2与蜂窝状碳复合物的制备

4．3 材料表征

4．3．1 XRD表征

4．3．3 BET测试

4．3．4 形貌分析

4．4 电化学性能表征

4．4．1 CV测试

4．4．2 GCD测试

4．4．3 循环稳定性测试

4．4．4 交流阻抗图

4．5 结论

参考文献

5．1 主要结论

5．2 展望

致谢

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