電化學(xué)超級(jí)電容器復(fù)合電極材料的制備與研究.pdf

1、電化學(xué)超級(jí)電容器是一種介于蓄電池和常規(guī)電容器之間的新型儲(chǔ)能設(shè)備及器件，它具有比常規(guī)電容器更大的比能量、比蓄電池更大的比功率、長(zhǎng)循環(huán)使用壽命長(zhǎng)和使用溫度范圍寬等特點(diǎn)，它在混合電動(dòng)汽車、移動(dòng)電話、微機(jī)等眾多領(lǐng)域內(nèi)有廣泛應(yīng)用前景。根據(jù)儲(chǔ)能原理，電化學(xué)超級(jí)電容器可以分為雙電層電容器和法拉第準(zhǔn)電容器，其電極材料主要有碳材料、金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物等。在電化學(xué)超級(jí)電容器的研究中，其電極材料的研究更加引人注目。 本論文綜述了電化學(xué)超級(jí)電容器及

2、其電極材料的最新研究進(jìn)展，并制備了復(fù)合電極材料，利用XRD，SEM和TEM等技術(shù)對(duì)電極材料的微觀結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了分析，并采用恒電流充放電、循環(huán)伏安(CV)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)等技術(shù)測(cè)試其電化學(xué)性能。全文共分五章，主要內(nèi)容概括如下： 第一章：概述了電化學(xué)電容器的儲(chǔ)能機(jī)理、特點(diǎn)及應(yīng)用前景，重點(diǎn)介紹了電化學(xué)超級(jí)電容器的電極材料——碳基材料、金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物等方面的最新研究進(jìn)展。 第二章：對(duì)本論文涉及的電化學(xué)測(cè)試方法，

3、即循環(huán)伏安法(CV)、恒電流充放電和交流阻抗法(EIS)的概念、原理及數(shù)據(jù)分析作了概述和討論。 第三章：以13X型分子篩為載體，采用液相沉淀方法合成兩種分子篩基金屬氫氧化物復(fù)合電極材料——Co(OH)<,2>/13X和Ni(OH)<,2>/13X。用XRD、SEM對(duì)兩種復(fù)合電極材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示，氫氧化物生長(zhǎng)在13X型分子篩表面，相應(yīng)的晶型分別是β-Co(OH)<,2>和α-Ni(OH)<,2>；循環(huán)伏安測(cè)試表

4、明，兩種復(fù)合電極材料的電極反應(yīng)具有良好的可逆性，循環(huán)伏安圖呈“平行四邊形”狀，氧化-還原峰明顯，適宜用作電化學(xué)超級(jí)電容器的電極材料；恒電流充放電結(jié)果顯示：復(fù)合電極材料Co(OH)<,2>/13X和Ni(OH)<,2>/13X分別達(dá)到具有176 F/g和134.2 F/g的比電容。 第四章：利用接枝羧基淀粉對(duì)金屬離子的強(qiáng)吸附性能，合成了接枝羧基淀粉氫氧化物電極材料——Ni(OH)<,2>/CISC和Co(OH)<,2>/CISC。

5、用熱重分析、透射電鏡、XRD、紅外光譜等對(duì)它們的組成、結(jié)構(gòu)、形貌和熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析和研究。通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)、恒電流充放電對(duì)兩種復(fù)合電極材料進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明，兩種復(fù)合電極材料的電極反應(yīng)具有良好的可逆性，適宜用作電化學(xué)超級(jí)電容器的電極材料：恒電流充放電結(jié)果顯示，復(fù)合電極物材料Co(OH)<,2>/CISC和Ni(OH)<,2>/CISC的比電容分別達(dá)到147F/g和115F/g。 第五章：選擇電導(dǎo)率高的聚苯胺作為殼