金属材料与科学陆福志-开题报告-终

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1、iversityofTechnology汗题板告f含袼丈综連J学院所属教研室课题名称：材料科学与工程学院金属与冶金工程硒铜化钾纳米线的制备及超级电容器性质研究专业（方向）：金属材料工程班级：金属'''班学号:3学生：陆福志指导教师：''''职称:讲师开题日期：2015年3月30日一、毕业设计(论文)选题的目的和意义。［⑴课题名称；⑵有关的研宄方向的历史、现状和发展情况分析；⑶前人在本选题研宂领域中的工作成果简述］(1)课题名称：硒铜化钾纳米线的制备及超级电容器的研究(2)有关研究方向的历史、现状和发展情况超级电容器作为一种新型电容器，被期望能够综合锂离子电池和传统电容器两者的优点。

2、超级电容器根据电荷存贮机理可以分为电化学双电层电容器和赝电容器。电化学双电层电容是离子在电极表面附近发生物理吸附所引起的，电极的面积越人，离子在电极表面吸附的就越多，电容也越大，因此，提高电化学双电层电容的关键在于使用具有高比表面积和良好电导性的电极材料。H前关于石墨烯、碳纳米管等碳材料的研究较多；同时，也有研宄表明，多孔材料的结构如孔径尺寸和分布对电容也会产生影响，通过对材料的结构进行设计优化，可以获得较高的电容。虽然电化学双电层电容具冇优越的功率密度和充放电稳定性，然而，它具冇能量密度较低的缺点。电化学赝电容和锂离子电池类似，是通过电池材料上的活性物质表面的可逆氧化还原反位产生

3、的化学能来将电能存贮和释放的，因此具有较高的能量密度。这类活性材料主要包括过渡金属氧化物和导电高分子材料，但是由于存在氧化还原反应，赝电容和锂离子电池一样，其功率密度和充放电稳定性不高。综上所述，获得具有电化学双电层电容和电化学赝电容两者优点的超级电容器一一既具冇较高功率密度，又冇较高能量密度一一已成为研究人员的共识。三元碱金属铜硫属族化合物存在大量不同的化学式，可以通过它们的晶体结构或电子结构分类。不仅建立在铜元素上，而且还在这些三元硫族元素中呈现出混合价系统。对于铜的化合物可以分为单一价态和混合价态两大类，重要的是大多数的混合价化合物比如CsCu4Se3,KCu4Se3,Rb3

4、Cu8Se6和Cs3Cu8Se6展现出如同金属导电、超导或形成电荷波那样有趣的磁性或电学性。相比之下，单一价态化合物半导体如CsCuSe4,RbCuSe4,KCuS,KCuSe,NaCuSe,KCuTe和NaCuTe,这些化合物大多是由铜、碱金属碳酸盐和硫元素在高温度(800-1000°C)下反应制成的。而且，很多研究人员对于其他低温合成方法如复合氢氧媒和溶剂热法已经产生了浓厚的兴趣。这里我们介绍一种由改良复合氢氧媒介法在较低温度(200°C)下反应生成纳米形态的三元碱金属铜的方式。化学加工方法是合成纳米结构功能材料的新方式，硒铜化钾纳米线的直径约为200纳米，长度约为30微米。确

5、定样品的成分和结构是以XRD、FE-SEM、TEM和EDS系统表征的，而且研究发现在同态超级电容器中硒铜钾制成的纳米线是石墨电极中的活性物质。超级电容器和电化学电池之间形成的桥是一种能够存储大量并且可控制在一个较高额定功率电荷的新型储能器件，典型的超级电容器通常包括电极、电解质、分离器和电流收集器四个部分，超级电容器的储能主要基于两个路线，通过在电极/电解液界面物理分离的相反电荷形成的双电层，通常被称为双电层电容器（EDLC）,通过快速、可逆的化学反应参与了电荷存储/交付过程，通常命名为氧化还原电容器或赝电电容器，而II电荷的存储方式是完全取决于电极组件的性质。大多是双层电容器是基

6、于碳材料的，而赝电电容器是基于金属氧化物/氢氧化物和导电聚合物的。然而这部论文中砸铜钾属于碳材料和金属氧化物/氢氧化物，这是一个微导线和部分的赝电电容器。因此有趣的是去探究用双层电容器和赝电电容器协同作用的活性材料去建立一个优秀的超级电容器。（3）前人在本选题研宄颂域中的工作成果目前电极材料的研宄热点主要是石墨烯等导电碳材料和导电高分子材料与具有较高电化学赝电容的过渡金属氧化物等材料的复合。有研宄人员提出建立所谓“纳米复合超级电容器”的概念，这种复合超级电容器的正负电极材料是将钛酸锂等锂离子电池材料嵌入到活性炭或其他碳材料模板屮，这样既克服Y超级电容器能量密度低的缺陷，又保证了电化

7、学双电层电容较高的功率密度的优点。超级电容器的研究除了获得具奋优异的电化学性能之外，在实际生产应用中成本的降低也是重要的0标之一。柔性电子技术，作为一种新兴电子技术，极大地降低了电子器件的制造成本，并将带来一场电子革命。手机、可穿戴电子设备和电子屏等器件的柔性化将成为未来发展的趋势，而柔性超级电容器作为一种柔性的电能贮存器件，也将拥有广阔的市场需求。柔性超级电容器不仅仅要求电极材料本身具冇优越的电化学性能，也要能够与柔性材料结合成具有高柔性的电极。目前研宄较多的柔性材