幾種金屬氧化物納米材料的制備及其贗電容器性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器，又叫電化學(xué)電容器，是一種性能介于電池與傳統(tǒng)電容器之間的新型、高效、實(shí)用的能量存儲(chǔ)裝置，具有功率密度高、充放電速度快、使用壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。本論文圍繞了MnO2，WO3等金屬氧化物及其復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備及其在柔性贗電容器和電致變色儲(chǔ)能器件上的應(yīng)用展開了系統(tǒng)深入的研究，取得的主要結(jié)論如下：
　　1.研究了非晶的MnO2納米結(jié)構(gòu)生長和電化學(xué)性能，初步探索了MnO2作為電極在柔性超級(jí)電容器中的應(yīng)用。通過電沉積，引入摻雜

2、，得到非晶的MnO2納米線。這種非晶MnO2納米線具有更加優(yōu)越的電化學(xué)性能，在1 A g-1時(shí)，其比電容達(dá)到334.7 F g-1?；诜蔷?WL-MnO2的柔性對(duì)稱電容器，具有良好的柔性和電化學(xué)性能，即使在彎折狀態(tài)下其電化學(xué)性能也不會(huì)明顯發(fā)生變化。
　　2.利用一種簡單有效的氫化處理方法，顯著提高ZnO的載流子濃度，明顯改善ZnO的電學(xué)和電化學(xué)性能。以HZnO（氫化ZnO）納米線為核，設(shè)計(jì)了一種高導(dǎo)電的具有優(yōu)良電化學(xué)活性的HZn

3、O@MnO2核殼結(jié)構(gòu)電極，組裝柔性對(duì)稱電容器。以 TiO2染料敏化太陽能電池為能源收集器件，HZnO@MnO2超級(jí)電容器為能源儲(chǔ)存器件，組成自驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，拓展了超級(jí)電容器的應(yīng)用。
　　3.設(shè)計(jì)和組裝了以 MnO2為正極材料，兩種不同金屬氧化物為負(fù)極材料的非對(duì)稱超級(jí)電容器。通過簡單的水熱法合成了α-MnO2納米線，通過犧牲模板法制備了非晶Fe2O3納米管，以它們分別為正負(fù)電極，組裝了柔性 MnO2//Fe2O3非對(duì)稱超級(jí)電容器，擴(kuò)大工

4、作電壓窗口（至1.6 V）和提高儲(chǔ)能密度（達(dá)到0.5 mWh cm-3）；探索了交互沉積法在超級(jí)電容器中的應(yīng)用，制備了多層的CNT-MnO2和CNT-MoO3電極，以此為基礎(chǔ)，組裝了CNT-MnO2//CNT-MoO3非對(duì)稱超級(jí)電容器，能量密度達(dá)到1.7 mWh cm-3。
　　4.通過蒸鍍方法，得到不同厚度WO3薄膜電極。制備了基于WO3薄膜大面積（15 cm×15 cm）電致變色超級(jí)電容器。探索了不同膜厚的WO3薄膜的電荷存儲(chǔ)