超级电容器二维电极材料的制备及电化学性能研究

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1、分类号：TQ150.1学号：201500369027硕士学位论文超级电容器二维电极材料的制备及电化学性能研究StudyonthePreparationofTwo-dimensionalElectrodeMaterialsofSupercapacitorsandtheirElectrochemicalPerformance研究生姓名：王丽指导教师：崔洪涛教授学科门类：工学专业名称：应用化学论文提交日期：2018年5月31日烟台大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研

2、究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文使用授权说明本人完全了解烟台大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在非保密的论文范围内，学校可以公布论文的部分或全部内容。（保密论文在解密后遵守此规定）烟台大学硕士

3、学位论文摘要低能量密度是超级电容器成为主流储能装置的最大障碍，而提高能量密度需要解决的是如何调控其电极材料微观结构的关键问题。本文基于超级电容器的电化学机理，针对目标电极材料的物性，采用不同的合成方法制备出多种具有高电化学性能的二维纳米结构化电极材料。具体研究结果为：⑴纳米结构化石墨烯的制备及电化学性能研究：采用改进的Hummer方法合成了氧化石墨烯，之后水热还原制备出分级二维纳米结构化的石墨烯。电化学测试的结果表明，此结构的石墨烯具有明显的赝电容性质，且其比容量较高：在电流密度-1-1-1为1.5Ag时，其比容量为2152Fg；在

4、高电流密度为60.6Ag时，其比容量-1为606Fg。⑵纳米花状δ-MnO2的制备及电化学性能研究：采用微波水热法制备出纳米花状的δ-MnO2，其花状结构提供了有利于电解质离子快速转移的通道，且其薄厚度的二维纳米花瓣可以最小化电解质离子在材料内部的扩散距离，因此而展现出较高-1-1的电化学性能：在扫描速率为5mVs时其比容量为328Fg，在5000次充放电循环后其比容量仍保持原来的89%。⑶镍配合物原位合成β-Ni(OH)2纳米片及电化学性能研究：首先采用沉淀法制备出二维纳米结构的镍配合物作为模板，然后在碱性电解质溶液中原位反应形成

5、高电-1化学性能的β-Ni(OH)2二维纳米片，其在电流密度为1.9Ag时，比容量为2568-1-1-1Fg，在高电流密度为19.2Ag，比容量仍保持在1066Fg。⑷镍钴双金属层状氢氧化物的制备及电化学性能研究：以二维镍基配合物为模板，分别在水浴和溶热的条件下钴离子掺杂二维镍基配合物，然后在碱性电解质溶液-1中原位合成了高电化学性能的镍钴双金属氢氧化物，在电流密度为2Ag时比容-1-1-1量高达2100Fg，而在高电流密度为41.7Ag时，比容量仍然保持在1258Fg。关键词：超级电容器，二维电极材料，石墨烯，二氧化锰，氢氧化镍I

6、烟台大学硕士学位论文AbstractOneofthekeychallengesforsupercapacitorsistheirlimitedenergydensity.Tofacethischallenge,thefocusontheresearchanddevelopmentofsupercapacitorsshouldbepaidtothemicrostructurecontrolofelectrodematerials.Basedontheelectrochemicalmechanismofsupercapacitors,w

7、epreparedvarious2Dnanostructuredelectrodematerialswithhighelectrochemicalperformancebyadoptingdifferentmethods.Themainresultislistedasfollows:(1)Studyonthepreparationofhierarchicallystructuredgrapheneanditselectrochemicalperformance:GrapheneoxidewaspreparedbyamodifiedH

8、ummermethod,andthenreducedbyahydrothermalmethodtoobtainthehierarchicallynanostructuredgraphene.Theresultsofelectroche