超薄钴铁水滑石用于高性能超级电容器的研究

发布时间：2025-06-20 05:05

　　随着全球化石能源倍增式的消耗以及环境问题的日益突出,而绿色能源如风能、地热能以及太阳能等可以无污染地转化为电能,已成为了人们关注的焦点。然而,这些间歇式的绿色能源并不能满足电能供应的连续性要求,因此容量大、稳定性好、安全的电能储存设备的研制显得格外重要。与此同时,便携式电子设备以及电动汽车的蓬勃发展也要求传统电能储存设备(如铅酸电池)更新换代。超级电容器作为一种新型的电化学储能设备,凭借其优异的功率密度、超长的循环寿命、良好的倍率性能以及安全环保等特性成为了研究的热点,但目前以碳材料为主的商用超级电容器仍受限于较低的能量密度,因此具有高能量密度的超级电容器亟待发展。本论文主要从活性材料的选择和纳米结构的构建两个方面入手,将CoFe层状双金属氢氧化物(水滑石)与高电导的Cu3N复合作为电极材料,其中CoFe水滑石中的Co作为典型的赝电容活性物质与Fe搭配能发挥最大容量,而Cu3N能有效地改善体系的电导性。纳米结构方面,采用电化学沉积的方法在多孔Cu3N纳米线上二次生长了超薄的(2.5 nm)CoFe水滑石纳米片,构成了独特的嵌入式纳米核壳结构电极Cu3N@CoFe-LDH,该电极表现出了优...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器
        1.2.1 超级电容器的概况
        1.2.2 超级电容器的机理及分类
    1.3 超级电容器电极材料
        1.3.1 碳基电极材料
        1.3.2 过渡态金属基电极材料
        1.3.3 导电聚合物电极材料
    1.4 层状双金属氢氧化物(水滑石)
    1.5 本论文的选题依据和主要内容
第二章 Cu₃N@CoFe-LDH复合电极的制备及其在超级电容器中的运用
    2.1 引言
    2.2 材料合成与表征
        2.2.1 实验药品及仪器
        2.2.2 实验过程
        2.2.3 材料表征和测试技术
    2.3 结果分析和讨论
        2.3.1 材料表征与分析
        2.3.2 电化学测试结果
        2.3.3 电化学性能分析
        2.3.4 反对称超级电容器性能研究
    2.4 本章小结
第三章 基于CoFe-LDH全电位区间超级电容器的研究
    3.1 引言
    3.2 材料合成与表征
        3.2.1 实验药品及仪器
        3.2.2 实验过程
        3.2.3 材料表征和测试技术
    3.3 结果讨论与分析
        3.3.1 材料表征
        3.3.2 电化学性能研究
        3.3.3 对称超级电容器的研究
    3.4 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 工作总结
    4.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：4051468