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《三維納米多孔結(jié)構(gòu)金屬基復(fù)合膜電極的制備與贗電容性能》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文MASTER’SDISSERTATION論文題目三維納米多孔結(jié)構(gòu)金屬基復(fù)合膜電極的制備與贗電容性能作者姓名劉翠連學(xué)科專業(yè)材料工程指導(dǎo)老師梁波教授靳喜海研究員2015年5月分類號(hào):TM911學(xué)校代碼:10216UDC:621.3密級:公開工程碩士學(xué)位論文三維納米多孔結(jié)構(gòu)金屬基復(fù)合膜電極的制備與贗電容性能碩士研究生:劉翠連導(dǎo)師:梁波教授副導(dǎo)師:靳喜海研究員申請學(xué)位:工程碩士學(xué)科專業(yè):材料工程所在單位:國防科學(xué)技術(shù)學(xué)院答辯日期:2015年5月授予學(xué)位單位:燕山大學(xué)ADissertationinMaterialEngineeringFABR
2、ICATIONOFTHREE-DIMENTIONALPOROUSNANOSTRUCTUREDMETAL-BASEDCOMPLEXFILMELECTRODESANDTHEIRPSEUDOCAPACITIVEPROPERTIESbyLIUCuilianSupervisor:ProfessorLIANGBoDeputysupervisor:ResearchFellowJINXihaiYanshanUniversity2015.05燕山大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:此處所提交的碩士學(xué)位論文《三維納米多孔結(jié)構(gòu)金屬基復(fù)合膜電極的制備與贗電容性能》
3、,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下,在燕山大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽字:日期:年月日燕山大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書《三維納米多孔結(jié)構(gòu)金屬基復(fù)合膜電極的制備與贗電容性能》系本人在燕山大學(xué)和中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所攻讀碩士學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的碩士學(xué)位論文。本論文的研究成果歸燕山大學(xué)和中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所所有,本論文的研究內(nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解燕
4、山大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門送交論文的復(fù)印件和電子版本,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)燕山大學(xué),可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文,可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。保密□,在年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密□。(請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”)作者簽名:日期:年月日導(dǎo)師簽名:日期:年月日I摘要超級電容器作為一種新型的能量存儲(chǔ)裝置,因其具有功率密度高、循環(huán)性能好及充放電效率高等優(yōu)點(diǎn),近年來已成為能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。電極材料是影響超級電容器性能的關(guān)鍵因素。鈷、鎳等過渡金屬氧化物因其理論比容量高
5、、價(jià)格低廉、環(huán)境友好、易制備而受到廣泛關(guān)注。本論文通過對超級電容器電極進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)納米化的設(shè)計(jì),利用模板-電沉積技術(shù)結(jié)合在空氣中熱處理的方法分別制備了三維納米多孔Co/CoO和Co-Ni/CoO-NiO薄膜電極,采用相應(yīng)的分析測試手段對所制備材料的形貌結(jié)構(gòu)、成分等進(jìn)行了表征,對膜電極材料進(jìn)行了循環(huán)伏安、恒流充放電及交流阻抗等電化學(xué)性能測試。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:2(1)所制備的三維納米多孔Co/CoO膜電極:在電流密度為4mA/cm下,比2容量為0.26F/cm(572.8F/g),常溫下循環(huán)充放電60000次容量保持率幾乎為100%,三維納
6、米鈷/鈷氧化物膜電極表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。(2)以具有一定鈷、鎳比例的水溶液作為沉積液制備了三維納米多孔2Co-Ni/CoO-NiO復(fù)合膜電極。當(dāng)鈷與鎳的摩爾比為3:7,在10mA/cm的電流密度下,2復(fù)合氧化物膜電極的比容量高達(dá)2.35F/cm,能量密度和功率密度分別為12.7Wh/L和450W/L,經(jīng)過5000次循環(huán)充放電后比容量保持率高達(dá)89.7%,三維納米Co-Ni/CoO-NiO復(fù)合膜電極表現(xiàn)出優(yōu)異的電容性能、大電流放電能力和良好的循環(huán)穩(wěn)定性,證明了其在超級電容器中極具應(yīng)用潛力。(3)制備了具有不同孔結(jié)構(gòu)的Co-Ni/CoO-NiO
7、復(fù)合膜電極,與三維納米介孔結(jié)構(gòu)復(fù)合膜電極相比,三維納米大孔/介孔多級孔結(jié)構(gòu)的Co-Ni/CoO-NiO復(fù)合膜電極2充分活化后,復(fù)合膜電極面積比容量高達(dá)9.8F/cm,其相應(yīng)的體積比容量和質(zhì)量比3容量分別高達(dá)1960F/cm和817F/g。此外,該復(fù)合膜電極表現(xiàn)出卓越的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。所有這些結(jié)果說明該電極在能量儲(chǔ)存方面是非常有前途的。關(guān)鍵詞:超級電容器;三維納米多孔結(jié)構(gòu);模板-電沉積法;Co/CoO薄膜;Co-Ni/CoO-NiO復(fù)合膜;贗電容性能IIAbstractWithhighpowerdensity,excellentcyclec
8、apacityandcharge-dischargeefficiency,supercapacitorhasbeenregardedasanewand