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《鎳鈷硫化物超級電容器電極材料的制備及其電化學性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學位論文鎳鈷硫化物超級電容器電極材料的制備及其電化學性能的研究STUDYONTHESYNTHESISANDELECTROCHEMICALPERFORMANCEOFNiCo2S4ASELECTRODEMATERIALSFORSUPERCAPACITORS王毅恒哈爾濱工業(yè)大學2018年6月國內(nèi)圖書分類號：TG454學校代碼：10213國際圖書分類號：621.791.1密級：公開工程碩士學位論文鎳鈷硫化物超級電容器電極材料的制備及其電化學性能的研究碩士研究生：王毅恒導師：亓鈞雷教授申請學位：工程碩士學科：材料工程所在單位：材料科學與工程學院答辯日期：20
2、18年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex:TG454U.D.C:621.791.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHESYNTHESISANDELECTROCHEMICALPERFORMANCEOFNiCo2S4ASELECTRODEMATERIALSFORSUPERCAPACITORSCandidate：WangYihengSupervisor：Prof.QiJunleiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeri
3、ngSpeciality：MaterialsEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文摘要超級電容器是一種新型的儲能器件，憑借功率密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點擁有著廣泛的應(yīng)用前景。但是較低的能量密度成為制約其實際應(yīng)用的關(guān)鍵問題。作為超級電容器的核心，電極材料的電化學性
4、能對超級電容器的儲能性能有著決定性的影響。鎳鈷硫化物作為一種過渡金屬基硫化物電極材料，憑借理論比電容值高、原材料來源豐富、成本低等優(yōu)點成為一種十分有潛力的超級電容器電極材料。然而活性位點有限、反應(yīng)動力學過程較為緩慢等問題使其倍率性能、實際比電容值、循環(huán)穩(wěn)定性等電化學性能較差，仍需要進一步改善。針對以上問題，本論文從構(gòu)建核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合電極材料和元素摻雜兩個角度出發(fā)來制備高性能鎳鈷硫化物電極材料。為了提高鎳鈷硫化物的比電容值和穩(wěn)定性，采用一步水熱法通過簡單、精確地控制硫源的濃度，成功地合成了在泡沫鎳基底上原位生長的納米核殼結(jié)構(gòu)的NiCo2S4@Ni3S2復(fù)
5、合電極材料。該電極材料主要由垂直取向的NiCo2S4核心及Ni3S2納米片外殼組成。核殼結(jié)構(gòu)和集成電極結(jié)構(gòu)賦予其更多的電活性位點，電子高速傳輸路徑和與電解質(zhì)的大面積接觸。作為超級電容器的自支撐電極，該復(fù)合電極在5mAcm-2的電流密度下具有9.1Fcm-2的比電容值，表現(xiàn)出良好的導電性、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。為了有效改善鎳鈷硫化物本身的電化學性能，通過在管式爐中進行磷化處理的方法制備P摻雜NiCo2S4電極材料(P-NiCo2S4)，并研究P摻雜對NiCo2S4電極材料組成結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響。實驗結(jié)果表明，磷化處理后NiCo2S4中的部分S原子被P
6、原子所取代，適量的P摻雜不會改變NiCo2S4電極材料的形貌和結(jié)構(gòu)。與NiCo-12S4原始樣相比，P-NiCo2S4電極材料表現(xiàn)出更好的電化學性能，在0.5Ag的電流密度下具有2080Fg-1的高比電容值，更好的循環(huán)穩(wěn)定性和更低的電荷轉(zhuǎn)移電阻。而且，組裝的P-NiCo-12S4//AC非對稱超級電容器在750WKg的功率密度下具有42.1Whkg-1的較高能量密度。最后在碳布基底上直接合成了具有可控組分的自支撐鎳鈷硫/硒化物納米管，通過引入硒元素來提高鎳鈷硫化物的電化學性能。整個合成過程主要是在碳布生長鎳鈷前驅(qū)體，隨后在S/Se蒸氣下進行硫化/硒化反
7、應(yīng)。實驗結(jié)果表明，在鎳鈷硫化物摻雜適量的硒可以增加電化學活性表面積并降低電荷轉(zhuǎn)移電阻。與NiCo2S3.6材料相比，NiCo-1-12S2.2Se1.8電極材料在2.5Ag的電流密度下具有1739Fg的高比I哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文電容值，具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性和導電性。組裝的NiCo2S2.2Se1.8//AC非對稱超級電容器在1501WKg-1的功率密度下具有39.6Whkg-1的較高能量密度。關(guān)鍵詞：超級電容器；鎳鈷硫化物；核殼結(jié)構(gòu)；復(fù)合電極材料；元素摻雜II哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文AbstractWiththeadvantagesof
8、highenergydensity,rapidcharge/discharge,longcyc
