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文檔簡介
1、超級電容器,也被稱為電化學電容器,被認為是下一代最具潛力的能量儲存系統(tǒng)。由于其功率密度高,壽命長、快速充放電比率以及環(huán)境友好的優(yōu)點,吸引了大量研究人員的關注。超級電容器的性能極度依賴于電極材料的性質(zhì),因此電極材料的研究是超級電容器研究中的重點。歸結于高電導率和快速的氧化還原反應所導致高電容量,過渡金屬氧化物備受關注。因此,本文選用鈷基金屬氧化物作為研究對象,對鈷酸鋰和鈷酸銅的納米結構材料的制備,以及其作為超級電容器的儲電機理和電化學性能
2、進行了研究。
本研究主要內(nèi)容包括:①采用復合堿媒介法合成了納米結構的鈷酸鋰,此電極材料在1 M的LiCl水基電解液中表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能,在0.5 A·g-1的電流密度的情況下比電容高達581.3 F·g-1,在功率密度為2262 Wkg-1時能量密度高達41.0 Wh·kg-1。此外,此工作電極表現(xiàn)出優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性,在6 A·g-1的大電流密度下循環(huán)2000次,其電容保留率仍能達到83.9%。在詳細地分析LiCoO2納米
3、片的法拉第電容性之后,發(fā)現(xiàn)LiCoO2納米片的充放電是一個理想的擴散控制的過程。另外,基于兩個完全相同的LiCoO2納米片/碳紙電極的對稱固態(tài)的超級電容器被制作,顯示了優(yōu)良的能量存儲性能以及柔性和輕量化的優(yōu)點。三個串聯(lián)的超級電容器在充電之后,能夠點亮100盞LED燈持續(xù)14分鐘。綜上所述,高功率密度和高能量密度LiCoO2納米片在未來的超級電容器領域是一種極具潛能的材料。②采用水熱法和隨后的退火處理相結合在碳布表面直接生長了 Cu0.3
4、Co0.7Co2O4納米棒。FESEM顯示Cu0.3Co0.7Co2O4納米棒非常均勻的生長于碳纖維表面,EDS圖譜顯示Cu、Co、O和C元素分布也均勻,說明材料的純度很高沒有雜相。進一步制作了柔性超級電容器,CV表明其整個電壓范圍的充電和放電的贗電容比率是常數(shù),GCD測試顯示整個超級電容器的庫侖效率高,且內(nèi)阻低、電導率高。此外,測試了Cu0.3Co0.7Co2O4納米棒固態(tài)超級電容器的工作電壓,表明其在1.6 V的高電壓下能正常工作且
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