高性能Co-Mn微纳米超级电容器电极材料的研究.pdf

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2、无机功能材料论文答辩日期２０１６．５．２７学位授予日期２０１６．６．２４答辩委员会主席ｉ立亚ｇ广西大学学位论文原创性和使用授权声明本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的研巧成果，也不包含本人或他人为获得广西大一？学或其它单位的学位而使用过的材料。与我同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明碗说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，

3、目Ｐ：学校有权保存并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可Ｗ采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：□保密。，在年解密后适用授权□亦保密。＂＂｛请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）心巧心瓜／．论文作者签名：神日期；＂乂巧指导教师签名：日期户作者联系电话：电子邮箱高性能Ｃｏ－Ｍｎ微／纳米超级电容器电极材料的研究摘要化石燃料的存储有限和温室效应的影响使人们不得不开始寻求可持续、清洁可再生一的能源转换和存储设备。超

4、级电容器是种新兴的储能元件，，能量密度虽然不如裡电池，被认为是补充裡离子电池市场空缺的但是因为功率密度大，循环寿命长，充电时间短潜在设备。目前报道的超级电容器电极材料中，混合过渡金属氧化物及其复合电极材料－具有高的导电能力和比电容而被广泛关注。本论文设计制备了系列ＣｏＭｎ复合氧化物微／纳米材料，，，并对其應电容行为进行了研究同时针对目前涂覆型电极的性能较差的情况，进行了电极活化的探索。首先，发现了ＣＶ循环对电极具有活化作用，具体研究了活化方式对泡沫镶网电极－ｉ，－和ＣｏＭｎ２化／Ｎｉ电极的影响。在１００ｍＶｓ扫描速率下．，连，于００８Ｖ的电压窗口

5、内＾－５０００圈的活化效果最佳１ｍＡｃｍ续循环伏安扫描４０００至。泡沫镶网电极在电流密度－３－２－３－２．下的容量由初始的〇．５２Ｆｃｍ（１０４ｍＦｃｍ）提升到１２４Ｆｃｍ（４８０ｍＦｃｍ）。尽．．．管泡沫镇网容量虽然有较大提高，但泡沫镶裸电极的倍率性能却不佳。通过负载上—２ＣｏＭｉｉ２〇４微球可改善倍率性能。经过活化５０００个循环后，ＣｏＭｎ２〇４／Ｎｉ电极在１ｍＡｘｍ－－－３２３．电流密度下的容量由初始的４２．５Ｆｘｍ（２．１２ｍＦｘｍ）提升３０８Ｆ（１到．８ｃｍ５．４－２ｍＦ．ｃｍ显提升），倍率性能明。活化提升容量主要是由于阳

6、极氧化形成了ＮｉＯＨ层，（）２Ｗ及金属氧化物的形貌变化。’－Ｍｎ碳酸盐前经过其次，在Ｎｉ网上通过水热共沉淀法直接生长ＣｏＣ般驱体，３５０烧后得到Ｃ〇Ｍｉ１２〇４纳米片电极，研巧了反应时间和Ｎ＆Ｆ对前驱体生长的影响。得益于在集流体上的直接生长、多孔结构和开放的电极材料内部空间，ＣｏＭｎ〇／Ｎｉ电极显示２４－－ｉｉ．出良好的电化学性能，在２Ａ电流密度下的容量为５２９Ｆ，与ＣｏＭｎ２〇电极的理ｇ１ｇ４－１论电容１５０７Ｆｇ接近。３０００次循环后容量保留率高达１０２％。最后，研巧了离子配比不同对钻铺碳酸盐在金属基底上的生长方式的影响，发现当提高原

7、料中的Ｃｏ含量时，产物由纳米片向高结晶度多面体颗粒的转化时间缩短，同时其产物形貌也有所差异，表明在金属基底表面的碳酸盐阵列的生长有其特殊的规律。所Ｎ－２－２制备的Ｍｎａ）２〇４／ｉ电极在ＩｍＡｃｍ的电流密度下，面积比电容为９３４．５ｍＦｃｍ，３０００．５．９次连续充放电后，容量保持率为８０％。Ｉ关键词：双金属氧化物超级电容器活化电极材料化ＨＩＧＨ－ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＣｏＭｎＭＩＣＲＯ／ＮＡＮＯＳＵＰＥＲＣＡＰＡＣＩＴＯＲＥＬＥ