硅藻土為載體的超級電容器復(fù)合電極材料研究.pdf

1、超級電容器由于與常規(guī)的電容器相比具有較高的功率和能量密度,與電池相比具有較長的循環(huán)壽命而成為具有吸引力的貯能元件,同時也具有污染小,綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。因此,超級電容器在電力、鐵路、綠色能源、軍品、航空航天領(lǐng)域的各種快速大功率啟動系統(tǒng)、無人值守與移動能源系統(tǒng)、后備電源系統(tǒng)等方面有著重要的應(yīng)用前景。超級電容器按其儲能機(jī)理可以分為兩類:炭基雙電層電容器和導(dǎo)電聚合物或金屬氧化物基贗電容超級電容器。超級電容器主要是由電極材料、電解液、集流體、隔膜等

2、組成。其中,電極材料在電化學(xué)超級電容器中起著關(guān)鍵性的作用。常用的電極材料主要有碳材料、金屬化合物和導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。本文制備硅藻土為載體的超級電容器復(fù)合電極材料,復(fù)合材料通過X射線衍射(XRD),循環(huán)伏安,交流阻抗和充放電等手段表征,研究復(fù)合材料的制備、電容特性及其影響因素。論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1采用同樣含有SiO2的Ti-Si分子篩、硅藻土以及SBA-15為載體,用水熱方法負(fù)載鎳化合物。結(jié)果表明以硅藻土為載體制得

3、的樣品的比電容均高于以SBA-15和Ti-Si分子篩為載體的,其在5mV/s的掃描速率下的比電容高達(dá)1162.7F/g。
　　2.本研究采用水熱方法,用廉價的硅藻土和硝酸鎳復(fù)合制備羥基氧化鎳(NiOOH)/硅藻土復(fù)合材料。采用單因素法對其影響因素進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明硅藻土的負(fù)載量為70％,在水熱溫度為175℃下,水熱時間為5小時有最高的比電容為1000F/g。由于極好的電化學(xué)性能,反應(yīng)安全污染小,是較為理想的電極材料;
　

4、　3.采用水熱方法,用廉價的硅藻土和硝酸錳復(fù)合制備氧化錳(MnO2)/硅藻土復(fù)合材料。采用單因素法對其影響因素進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明硅藻土的負(fù)載量為25%,在水熱溫度為180℃下,水熱5小時比電容最高為734.7F/g;
　　4.采用水熱方法,用廉價的硅藻土和硝酸鋅復(fù)合制備堿式硝酸鋅/硅藻土復(fù)合材料。采用單因素法對其影響因素進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明硅藻土的負(fù)載量為25%,在水熱溫度為135℃下,水熱5小時其比電容為630F/g;

5、r>　　5.根據(jù)2,3,4研究表明,硝酸鎳和硅藻土制備的復(fù)合材料的電性能最好。因此,采用水熱方法,用硝酸鎳復(fù)合在廉價的硅藻土和硝酸錳中制備二元金屬二氧化錳(MnO2)-堿式硝酸鎳(Ni2(NO3)2(OH)2·2H2O)/硅藻土復(fù)合材料,以提高硅藻土和硝酸錳的電性能。并對硝酸鎳/硝酸錳的摩爾比例進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其在Ni:Mn摩爾比為2:8時比電容高達(dá)1200F/g;
　　6.根據(jù)2,3,4研究表明,硝酸鎳和硅藻土制備的復(fù)合材