CrOx基正極材料的制備及其在水系超級(jí)電容器中的應(yīng)用研究.pdf

1、分類號(hào)：密級(jí)：學(xué)校代碼：10414學(xué)號(hào)：2014010748碩士研究生學(xué)位論文碩士研究生學(xué)位論文CrOCrOx基正極材料的制備及其在水系超級(jí)基正極材料的制備及其在水系超級(jí)電容器中的應(yīng)用研究電容器中的應(yīng)用研究PreparationPreparationApplicationApplicationofofCrOCrOXbasedbasedCathodeCathodeMaterialsMaterialsffaqueousaqueousSupe

2、rcapacitsSupercapacits朱莉朱莉院所：化學(xué)化工學(xué)院導(dǎo)師姓名：溫祖標(biāo)學(xué)科專業(yè)：物理化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域：電化學(xué)二○一七年六月I摘要近些年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)對(duì)化石能源消耗在不斷增加，這不僅給人類帶來(lái)能源短缺的問(wèn)題，同時(shí)也帶來(lái)嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)清潔可再生的低碳能源，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿?，成了全世界研發(fā)的熱點(diǎn)。但是人們發(fā)現(xiàn)，這些新能源對(duì)時(shí)間、地點(diǎn)等自然條件太過(guò)依賴，很難廣泛地應(yīng)用于日常生活中，所以開(kāi)發(fā)一種能量?jī)?chǔ)

3、存和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是很有必要的。超級(jí)電容器是目前應(yīng)用最廣泛的能量?jī)?chǔ)存設(shè)備之一。本論文主要就水系超電容器新型電極材料方面做了探究工作。本論文圍繞CrOx基氧化物電極材料開(kāi)展了以下三個(gè)方面的研究工作：（1）通過(guò)水熱煅燒和固相兩種方法合成了HCr2O3和SCr2O3兩種大小不同的納米粒子，分別以HCr2O3和SCr2O3為正極在2MKOH溶液中測(cè)試了其電化學(xué)性能。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HCr2O3電極具有較高的電化學(xué)能，主要原因是HCr2O3電極材料的粒子

4、較小，具有較大的比面積。在電流密度為1Ag1時(shí)，SCr2O3電極的比電容只有90Fg1，而HCr2O3電極的比電容則可以達(dá)到190Fg1。以活性炭為負(fù)極，Cr2O3納米粒子為正極組成混合超級(jí)電容器。該電容器的電壓窗口在01.25V，SCr2O3AC混合電容器在功率密度為561.29Wkg1其能量密度為6.24Whkg1，HCr2O3AC混合電容器在功率密度為568.16kg1其能量密度14.2Whkg1。（2）通過(guò)共沉淀并在不同溫度下煅

5、燒合成了NiCrOx8和NiCr2O4材料。在2MKOH溶液中，以鎳網(wǎng)為對(duì)電極，以飽和甘汞電極（SCE）為參比電極測(cè)試其電化學(xué)性能。研究結(jié)果表明，在電流密度為1Ag1時(shí)，NiCrOx8電極的電容量為180Fg1，而NiCr2O4電極的比電容可以達(dá)到380Fg1，這可能主要?dú)w因于NiCr2O4電極材料雙原子效應(yīng)，多元素的氧化反應(yīng)可以提供更高的電容量。兩電極在1Ag1電流密度下，在00.45vs.SCEV之間進(jìn)行可逆的充放電循環(huán)，1000次

6、循環(huán)后保持率都在95%以上幾乎沒(méi)有損失。（3）通過(guò)水熱煅燒和固相兩種方法制備的NiCrO3電極材料。在2MKOH溶液中測(cè)試，以鎳網(wǎng)為對(duì)電極，飽和甘汞電極（SCE）為參比電極測(cè)試了兩種材料的電化學(xué)性能。研究結(jié)果表明，在00.45vs.SCEV之間，HNiCrO3電極展現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能。在電流密度為2Ag1時(shí)HNiCrO3電極的比電容為600Fg1，SNiCrO3電極的比電容僅有391Fg1，甚至當(dāng)電流密度增加到10Ag1時(shí)，HNiCr