超級電容器材料的溶劑法制備及電化學性能研究.pdf

1、近年來，傳統(tǒng)能源越來越稀少，環(huán)境污染越來越嚴重，現(xiàn)在非常急需尋找一種清潔，高效，可再生的新能源來繼續(xù)維持一個健康，快速，可持續(xù)發(fā)展的經濟。鋰離子電池(LIBs)和超級電容器(SCs)是兩個最有前途的電能存儲設備，已經引起了全世界的關注。特別是超級電容器，由于其快速充電能力、高功率性能、循環(huán)壽命長、低維護成本，更是引得研究者們的關注。它能夠滿足各種應用程序對電力和能源的需求,例如電動汽車或者混合動力汽車，便攜式移動電子設備電源等。當有些設

2、備需要高功率輸出電流時，他們可以補充甚至取代儲能電池。超級電容器可分為兩種類型,即儲存能量使用離子吸附(電化學雙層電容器)和快速的表面氧化還原反應(贗電容)。一般來說,贗電容比雙層電容器具有更高的能量密度。因此，大多數當前的研究一直集中在適合作為贗電容的各種新型電極材料包括金屬氧化物、金屬硫化物和導電聚合物具有高的能量密度和長的循環(huán)壽命。此外，新型的電極的材料應該盡可能有高的比表面積，因為贗電容存儲電容主要來源于活性材料的表面的法拉第氧

3、化還原反應。主要研究內容和結果如下：
　?。?）論文第二章中介紹了ZnWO4納米片陣列材料的合成。通過SEM和TEM表征發(fā)現(xiàn) ZnWO4納米片非常薄。所有的電化學測試都是在以3 MKOH溶液為電解液的三級體系中進行測試，在20 mAcm-2電流密度和0-0.65 V電壓范圍有約2.5 Fcm-2的面積電容，比電容值達1250 Fg-1。
　?。?）論文第三章中采用一步水熱法直接在泡沫鎳基底上原位生長ZnCo2O4納米線簇陣列

4、。基于反應時間對產物形貌的影響，我們研究了納米線陣列的形成過程。通過TEM表征發(fā)現(xiàn)ZnCo2O4納米線都是由10-15nm的納米晶相互連接所組成，所以會在納米線表面看到有很多的小介孔，這就很大的提高了材料的比表面積。通過對ZnCo2O4納米線陣列在3 MKOH溶液中進行超電容性能檢測。在20 mAcm-2,30 mAcm-2,50 mAcm-2,100 mAcm-2的不同電流密度下進行測量，且經過6000個循環(huán)后，能保持初始容量的90％

5、,顯示了良好的循環(huán)性能。
　?。?）論文第四章中為了研究ZnCo2O4納米材料在實際當中的應用性能就將ZnCo2O4納米材料作為超級電容器正極，活性炭作為負極組裝成了非對稱全電容，經過電化學性能的測試表現(xiàn)出了很好的電化學性能，在384 Wkg-1的功率密度下具有41.00 Whkg-1高能量密度，而且在2516 Wkg-1的功率密度下也具有16.63 Whkg-1的能量密度，當非對稱超級電容器被充電到3.2V時成功點亮了紅色小燈珠