镍基电极材料的制备及其电化学性能的研究
目录
摘要............................................................................................................................................................... I Abstract ....................................................................................................................................................... III 第一章绪论 (1)
1.1 选题背景 (1)
1.2 能量储存装置概述 (1)
1.2.1 锂离子电池 (2)
1.2.2 超级电容器 (3)
1.3 镍基材料简介 (5)
1.3.1 氢氧化镍 (5)
1.3.2 镍锰氢氧化物 (6)
1.4 本论文选题意义和主要创新点 (8)
第二章实验药品，仪器设备和表征方法 (10)
2.1 实验材料的制备 (10)
2.1.1 实验药品 (10)
2.1.2 仪器设备 (11)
2.2 目标产物的表征方法 (11)
2.2.1 X射线衍射(XRD)分析 (12)
2.2.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析 (12)
2.2.3 热重(TG)分析 (12)
2.2.4 场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析 (12)
2.2.5 X射线光电子能谱(XPS)分析 (13)
2.3 电化学性能测试 (13)
2.3.1 工作电极的制备 (13)
2.3.2 电化学性能表征 (13)
第三章花状氢氧化镍/氮化碳复合材料的制备及其电化学性能的研究 (15)
3.1 引言 (15)
3.2 实验部分 (16)
3.2.1 石墨相氮化碳的制备 (16)
3.2.2 g-C3N4/Ni(OH)2复合电极材料的制备 (16)
3.3 结果与讨论 (17)
3.3.1 花状Ni(OH)2/g-C3N4复合材料的结构组成和微观形貌表征 (17)
3.3.2 花状Ni(OH)2/g-C3N4复合电极材料电化学表征 (22)
3.4 本章小结 (25)
第四章不同条件下的镍锰氢氧化物复合材料的制备及其电化学性能的研究 (26)
4.1 引言 (26)
4.2 实验部分 (27)
4.2.1 不同水热温度下镍锰氢氧化物的合成 (27)
4.2.2 不同镍锰比例下镍锰氢氧化物的合成 (27)
4.3 结果与讨论 (28)
4.3.1 水热温度对NiMn-LDH的结构和电化学性能的影响 (28)
4.3.2 不同比例的反应物对反应产物性能的影响 (32)
4.4 本章小结 (36)
第五章蜂窝状镍锰氢氧化物/碳布柔性复合电极材料的制备及其电化学性能的研究 (37)
5.1 引言 (37)
5.2 实验部分 (38)
5.2.1 碳布的活化 (38)
5.2.2 NiMn-LDH的制备 (38)
5.2.3 电化学活化碳布(EACC-3)的制备 (38)
5.2.4 非对称超级电容器NiMn-LDH/CC// EACC-3的制备 (39)
5.2.5 测试表征方法 (39)
5.3 结果与讨论 (39)
5.4 本章小结 (46)
参考文献 (48)
第六章结论与展望 (64)
攻读硕士期间取得的研究成果 (66)
致谢 (67)
第一章绪论
1.1 选题背景
随着地球自然资源的不断消耗，太阳能、水能、风能和地热等可再生能源的使用将成为解决能源短缺问题的有效途径。但由于可再生能源的间歇性，制备有效的可再生能源存储装置已经成为目前的研究热点[1, 2]。而且，随着现代社会对便携式电子设备需求的快速增加以及现代化混合电动车辆的快速发展，进一步提出了对能源存储装置，特别是高能量密度和高功率密度的电能存储装置的急迫需求[3, 4]。
在能源问题如此匮乏并且引发一系列问题的今天，随着人口和经济的快速发展，预计在2050年，世界大概需要二倍于现在的能源供给量[5]。在不对环境造成危害的情况下，为了满足能源的需求，在清洁可持续发展的能源方面，出现了一系列的技术革新。
能源储存和转换领域的研究，涉及到有超级电容器，电池，光电池，染料敏化电池等。这一系列的研究都将有助于解决能源危机问题，解决石油，煤炭等不可再生资源的使用问题，进而解决环境污染问题。
1.2 能量储存装置概述
能量储存装置是一种现在普遍常见的易携带的电池或者电化学电容器。在过去的十多年中，在能量储存和转换装置领域有许多进展。例如：锂离子电池[6, 7]，超级电容器[8, 9]，太阳能电池[10, 11]，燃料电池[12-14]等等。下面简单介绍一下锂离子电池和超级电容器的结构和工作原理。