钴酸镍电极材料的制备、表征及其超电容性能研究

发布时间：2025-05-26 23:08

　　超级电容器是一种介于传统静电电容器和二次电池之间的新型电化学储能器件,由于其具有高功率、长寿命及良好安全性等优点,近年来超级电容器已成为储能领域研究的热点之一。电极材料作为电容器的重要组成部分,其微结构和组成直接决定了超级电容器整体性能的优劣。具有高理论比电容、良好电子导电性等诸多优点的二元过渡金属氧化物钴酸镍（NiCo2O4）引起了研究者的广泛关注,它有望成为下一代高性能、低成本超级电容器的电极材料之一。本文通过优化设计并可控制备了微纳和自支撑结构的NiCo2O4电极材料,旨在实现便捷的离子、电子传输及丰富的电活性位,以此来改善其电化学性能,最终获得高性能的NiCo2O4电极材料。具体研究内容如下:（1）无模板法可控制备了由超薄单晶纳米片所组装的一维介孔NiCo2O4纳米线,并详细探究了其形成机制及超电容特性。研究发现,所制备的介孔NiCo2O4纳米线是由二维超薄纳米片沿长度方向组装而成的一维多层结构。泡沫镍基底及组分对其微观形成起到了至关重要的作用。其独特的一维介孔多层结构有效地提供了电子、离子快速传输通道,缩短了传输距离,减小了传荷阻力,改善了电化学性能。电化学性能研究表明,在1 ...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
引言
第一章 文献综述
    1.1 超级电容器概述
        1.1.1 超级电容器的特点
        1.1.2 超级电容器的用途
    1.2 超级电容器的分类及其储能机理
        1.2.1 双电层电容的储能机理
        1.2.2 法拉第赝电容的储能机理
    1.3 超级电容器电极材料的研究进展
        1.3.1 碳基电极材料的研究进展
        1.3.2 过渡金属氧化物电极材料的研究进展
    1.4 本课题研究的主要内容
第二章 一维NiCo₂O₄纳米线电极材料的无模板法制备、表征及其超电容特性
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂
        2.2.2 样品制备
        2.2.3 样品的物理表征
        2.2.4 样品的电化学表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 NiCo₂O₄纳米线的物性表征
        2.3.2 NiCo₂O₄纳米线的电化学性能测试
    2.4 本章小结
第三章 介孔NiCo₂O₄中空亚微球材料的模板法制备、表征及其超电容特性
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂
        3.2.2 样品制备
        3.2.3 样品的物理表征
        3.2.4 样品的电化学表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 介孔中空NiCo₂O₄亚微球的物性表征
        3.3.2 介孔 NiCo₂O₄ 中空亚微的电化学性能测试
    3.4 本章小结
第四章 三维多孔NiCo₂O₄网状结构的聚合物辅助合成、表征及其超电容特性
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂
        4.2.2 样品制备
        4.2.3 样品的物理表征
        4.2.4 样品的电化学表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 三维多孔网状NiCo₂O₄的物性表征
        4.3.2 三维多孔网状NiCo₂O₄的电化学性能测试
    4.4 本章小结
第五章 自支撑超薄介孔NiCo₂O₄纳米片材料的制备、表征及其超电容特性
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 试剂
        5.2.2 样品制备
        5.2.3 样品的物理表征
        5.2.4 样品的电化学表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 自支撑超薄介孔NiCo₂O₄纳米片/泡沫镍的物性表征
        5.3.2 自支撑超薄介孔NiCo₂O₄纳米片/泡沫镍的电化学性能测试
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
研究成果
致谢



本文编号：4047120