一、碳基双电层电容器功率特性的研究（论文文献综述）
韩大量[1]（2020）在《碳基混合电容器的可控构建及性能研究》文中研究指明结合了二次电池高能量密度和超级电容器高功率密度、长循环寿命优点的混合电容器在电动交通工具、军事医疗、航空航天等领域拥有不俗的应用潜力。然而,正极比容量低（特别是体积比容量）、负极动力学缓慢和循环寿命差的问题,极大地限制了混合电容器的进一步发展。本文分别在材料设计、电极优化和器件构建方面开展了研究工作,显着提升了混合电容器的电化学性能,为发展高性能混合电容器提供了新的思路。主要工作有:（1）正负极厚度匹配提升锂离子混合电容器体积能量密度。明确了电极厚度同密度和质量比容量的乘积成反比的关系,提出了通过正负极厚度匹配构建高体积性能锂离子混合电容器的思路,发展了高密多孔的活性炭/石墨烯复合正极材料的制备方法,实现了整体器件体积能量密度62%的提升(达98 Wh L-1)。（2）插层赝电容提升正极比容量和动力学。提出了将法拉第过程引入正极来提高其比容量的思路,通过调控石墨烯基正极材料的层数、结晶度、石墨化区域和缺陷程度,实现了阴离子在其中由缓慢的插层电池行为向快速的插层赝电容行为的转变及比容量的提升(达111.5 m Ah g-1),获得了兼具高电压、高容量、大倍率和长循环寿命的新型碳基正极材料。（3）定制化正负极构建高性能钾离子混合电容器。根据正负极储能机制和对材料需求的不同,利用石墨烯的三维交联和二维堆叠分别定制了高性能钾离子混合电容器正、负极材料,实现了碳基高比容量（特别是体积比容量）(达121m Ah cm-3)正极和大倍率、长循环寿命（2200次）负极的构建,为开发高性能钾离子混合电容器提供了新的思路。（4）高密度、富氧正极构建高体积性能锌离子混合电容器。系统研究了材料比表面积、表面化学状态对水系锌离子混合电容器正极电化学性能的影响,发现了通过改善表面化学状态而非提升比表面积对正极体积性能的提升更为关键,获得了体积比电容高达240 F cm-3的高密度、富氧石墨烯基正极。（5）双功能保护层提升锌负极稳定性。系统研究了金属锌负极在弱酸性Zn SO4水系电解液中的腐蚀现象,提出了构建兼具缓蚀剂和成核剂双功能金属铟保护层来提升锌负极稳定性的思路,显着缓解了锌在水系电解液中的腐蚀和枝晶生长问题,降低了过电位（54 m V）,改善了锌负极的循环稳定性（1500 h）。
杨柳[2]（2020）在《超级电容器镍基与碳基电极材料可控制备及储能性能研究》文中研究表明超级电容器作为一种重要的电化学储能器件,因其功率密度高、循环使用寿命长、安全性好等优点而被广泛应用于能源存储与转化领域,如可再生能源储能系统、新能源汽车领域、便携式电子设备、智能电网系统等。本论文以可控制备电化学性能优异的镍钴钼基过渡金属化合物复合正极材料和新型生物质炭负极材料,并构筑高功率密度和能量密度超级电容器储能装置为研究目标,创新性提出电极材料可控合成新理念,通过调控材料组成、结构和微观形貌等,设计合成具有高比电容、倍率性能和循环特性的正、负极电极材料,进而构筑储能性能优异的混合型和对称型超级电容器储能器件。本论文在阐明电极材料设计合成理念、制备方法和技术路线的基础上,综合材料制备、表征和电化学性能研究结果,系统探讨和分析了材料合成机理、储能性能提升机制以及作为超级电容器电极材料的应用潜力,取得了系列有意义的研究成果,主要包括:（1）为解决过渡金属化合物电极材料循环稳定性差、单一组分电极材料电化学反应活性低等影响材料电化学储能性能的关键问题,提出了低温部分硫化镍钼氧化物前驱体,设计合成具有稳定微球结构Ni3S4/Ni（OH）2/MoxOy复合电极材料的方法。系统分析了制备条件、材料组成、结构对电极材料电化学性能的影响机制,通过构建各影响因素与性能间构效关系,以制备电化学性能优异的电极材料为目标,优化材料组成和形貌结构;在组成上,以镍基金属氧化物/硫化物为复合材料主要组成,保证材料具有较高的导电性和电荷存储能力,并保留少量不参与储能反应的钼氧化物改善材料电化学反应活性,充分利用复合材料各组分间协同互补效应,提高电极材料储能性能;在结构上,制备具有稳定微球结构的电极材料,提高其循环稳定性。在1 A·g-1电流密度下,制备的Ni3S4/Ni（OH）2/MoxOy复合材料比电容高达2177.5 F·g-1,循环使用5000次后,其初始比电容保持率达86.25%;组装的混合型超级电容器具有较高的能量密度,当功率密度为850 W·kg-1时,能量密度为50.61 Wh·kg-1,循环充/放电10000次后,其初始比电容保持率为 93.38%。（2）针对双元（多元）过渡金属化合物电极材料可控合成工艺复杂、成本较高、较难实现产物宏量制备的问题,探索了以双元（多元）过渡金属草酸化合物为前驱体合成具有特定组成、形貌结构和优异电化学性能电极材料的技术路线,实现了具有高能量密度和功率密度准固态混合型超级电容器的构筑。采用简单的化学沉淀法制备具有稳定结构的双元（多元）过渡金属草酸化合物前驱体,并基于阴离子交换反应制备形貌结构与前驱体相似的双元（多元）过渡金属化合物复合电极材料,充分利用材料稳定的纳米结构特征以及不同金属间的协同互补效应,提高电极材料循环稳定性和电化学反应活性。在1 A·g-1电流密度下,CoNi2S4和Cu（Ni,Co）2S4的比电容分别为1836.6和2168.5 F·g-1;循环充/放电10000次,其初始比电容保持率分别为76.7%和85.1%;同时,重点研究了CoNi2S4及其与活性炭组装的准固态混合型超级电容器对环境温度的适应性,在0、25和50℃下,其电荷存储能力没有发生明显变化,表明其在一定温度范围内具有优异的储能性能,适用温度范围较宽,具有很好的应用前景;此外,研究了制备的茄子衍生多杂原子掺杂生物质炭负极材料对超级电容器性能的影响,并构筑了具有更高能量密度和功率密度的准固态混合型超级电容器。（3）为解决碳基材料制备工艺复杂、能耗高的问题,并进一步提高电极材料和超级电容器的循环使用寿命,提出了以生物质为碳源无化学处理制备具有优异循环特性和电化学活性的新型多杂原子掺杂生物质炭电极材料的制备方法。以紫菜和豆浆为生物质碳源,在材料制备过程中不进行化学处理,以保留生物质本身的多元素组成和稳定的结构特征,进而提高材料在长期充/放电过程中的循环稳定性以及电荷存储能力。此外,利用豆浆中蛋白质组成带负电荷特性,与带正电荷Ag+发生电中和作用,在分子水平上均匀修饰银原子,并经煅烧处理制备了多杂原子掺杂生物质炭负载银纳米颗粒电极材料;负载的银纳米颗粒可有效调控生物质炭材料形貌结构并提高其导电性,有利于改善电荷转移和离子扩散过程。基于上述生物质炭电极材料组装的准固态对称型超级电容器具有较高的能量密度和超长的循环使用寿命,优于基于活性炭电极的商用超级电容器的能量密度;循环充/放电50000次后,其初始比电容保持率均大于100%。本文确立的以生物质为碳源无化学处理的新型多杂原子掺杂生物质炭电极材料制备方法具有一定普适性,既可扩展用于其它多杂原子掺杂生物质炭电极材料的可控和宏量制备,也可选择性负载其它金属单质或化合物。（4）以构筑高能量密度和功率密度混合型超级电容器为目标,基于提出的新型多杂原子掺杂生物质炭电极材料制备技术路线,分别以橘皮和蛋清为生物质碳源,制备了电化学性能优异的多杂原子掺杂生物质炭电极材料,并将其与电池型储能材料匹配组装了具有高能量密度和超长循环使用寿命的准固态混合型超级电容器。充分利用生物质自身组成和结构特征,仅采用简单的一步高温热解反应,保留原材料多杂原子掺杂特性,改善生物质炭材料电化学活性、表面浸润性和电子供给能力,并形成稳定的纳米结构,进而提高材料循环特性;同时,通过蛋清中带负电荷蛋白质分子与带正电荷金属离子间的吸附电中和作用引入银离子,再经煅烧处理制备生物质炭负载银纳米颗粒电极材料。以制备的新型生物质炭负极材料与核壳结构C/N-CoO@CoO/NiO复合正极材料构筑的准固态混合型超级电容器均具有优异的电化学储能性能,当功率密度约为850 W·kg-1时,能量密度分别为33.1、30.1和35.6 Wh·kg-1;循环充/放电50000次后,初始比电容保持率分别为 145.9%、139.2%和 140.0%。
巨阿琛[3]（2020）在《超级电容器脉冲特性建模与分析》文中研究表明超级电容器是一种新型的储能元件,又称为电化学电容器。近年来,随着材料技术的进步及制备工艺的进一步完善,超级电容器的功率密度及能量密度均得到逐步提高。与传统电容器相比,超级电容器具有较高的能量密度和较快的充放电速度,使其成为大功率快速充放电系统的理想电源。但我国目前在超级电容器大功率脉冲输出性能的测试与评价方法方面,尚缺乏深入研究,这在一定程度上,制约了其在脉冲功率领域中的发展与应用。本文从超级电容器在大功率脉冲放电方面的应用出发,研究超级电容器的脉冲输出特性。首先,通过针对大量超级电容器样品的低阻抗短路脉冲放电试验,获得脉冲放电时的电压、电流波形,并对其脉冲输出特性参数进行计算与分析。其次,通过不同样品放电波形的对比与脉冲性能分析,研究了影响脉冲输出能力的因素,建立了系统的实验方法与准则,为获得影响脉冲放电能力的因素打下基础。通过分析与对比现有超级电容器模型的特点与适用条件,并结合针对实际样品所做的大量测试数据,建立了模拟超级电容器快速（毫秒级）大功率输出特性的等效电路模型,该模型主要关注电流峰值与功率极值的大小与到达时间。为了研究电压在放电初期的变化,通过进一步的试验,建立了更加精确的微秒级脉冲放电动态等效电路模型。结合针对不同超级电容器样品所进行的大量测试数据,验证了两种模型的有效性。最后,定量分析了影响脉冲放电性能的内部和外部因素,得出了大功率放电应用场合对超级电容器的设计和制造要求。
鲁巍[4]（2020）在《锰、镍钴基电极材料的制备及其超级电容性能研究》文中研究说明近年来,化石能源的短缺和气候的急剧变化促进了储能领域研究的发展。在众多的储能系统中,超级电容器因其具有功率密度大、寿命长、充电速度快等优势而得到了广泛的研究。超级电容器可根据其储能机理分为双电层电容器和赝电容器两类。通常情况下,赝电容器的比容量和能量密度要高于双电层电容器。在众多赝电容材料中,Mn基纳米材料由于其具有理论容量大、成本低等优点,成为超级电容器领域中极具研究价值的电极材料。构筑具有多级结构的Mn基材料及其复合物,对提高电极材料的性能具有深远的意义。此外,过渡金属硫化物,由于比其相应的金属氧化物具有更高的导电性和理论比容量,近年来在储能研究领域也备受关注。然而在实际应用中,硫化物电极的循环稳定性却一直不尽如人意。基于以上问题,我们利用静电纺丝技术、高温煅烧和水热法相结合,制备了一系列具有多级结构的Mn/NiCo基氧化物和硫化物,并详细研究了这些电极材料在超级电容器中的应用。主要研究内容如下:（1）通过表面修饰辅助合成法,制备了具有多级双壁结构的MnO2中空纳米纤维（MHNFs）。采用不同的仪器和分析手段,对合成的MHNFs样品进行了表征,并通过电化学测试对其电容性能进行了研究。实验结果表明,所制备的MHNF具有222.4F g-1的比容值,并具有优异的循环稳定性（5000次循环后容量保留率为94%）。采用MHNFs和活性炭在1M Na2SO4溶液中组装了非对称型超级电容器。该装置在0-1.8V电势窗口内,在功率密度为90 W kg-1时,具有最高能量密度29.3 Wh kg-1,在7.2 Wh kg-1的能量密度时,具有最高的功率密度7200 W kg-1,以上结果证实了我们所制备的MHNF是一种具有应用前景的超级电容器电极材料。（2）采用静电纺丝技术结合水热合成法,通过调节KMnO4前驱体的浓度,成功制备了具有最优组分比的Mn2O3@MnO2复合纳米纤维。由于Mn2O3与MnO2组分的协同效应,Mn2O3@MnO2复合电极具有较为理想的比容量(0.2 A g-1时为225.0 F g-1)和循环稳定性（5000次循环后保持率为86.5%）。另外,以Mn2O3@MnO2复合材料和活性炭分别作为正、负电极,组装的非对称型超级电容器表现出良好的储能性能。此外,研究还发现不同的电极制备工艺,包括采用不同基底为集流体,以及电化学测试过程中是否采用按压工艺,都会影响所制备电极的电化学性能。（3）通过静电纺丝结合高温煅烧硫化法,以高锰酸钾和硫粉分别作为锰源和硫源,制备了MnS纳米纤维。独特的一维纳米纤维结构使MnS电极具有良好的比容量(1 A g-1时为642.0 F g-1)和循环稳定性（5000次循环后保持率为85.5%）。同时,为了探究温度对产物的晶型以及形貌的影响,在不同煅烧温度（300-800°C）下,对锰基氧化物进行了硫化处理。此外,我们还通过对比不同煅烧温度下所得产物在碱性电解液（6 M KOH）中电化学性能的差异,分析了电极材料内部结构与性能之间的关系。（4）以SiO2纳米球为模板,葡萄糖为碳源,采用水热和原位模板移除相结合的方法,设计并成功制备了中空C/NiCo2S4纳米球复合材料。电化学测试分析表明,在2 A g-1电流密度下,空心C/NiCo2S4复合电极具有1545 F g-1的高比容量,在10 A g-1电流密度下循环6000次后,其比容量能保持初始值的90.1%。此外,当C/NiCo2S4复合物被用作非对称超级电容器的正极材料时,所组装器件的能量密度和循环稳定性均良好。C/NiCo2S4电极具有如此优异的电化学性能,可能得益于其以下特点:首先,在碳球表面相互交错生长的NiCo2S4纳米片在存储电荷的同时,还可以提供大的比表面积,以产生更多的活性中心来进行电解液的渗透,离子迁移和扩散;同时中空纳米球内部的空隙空间作为膨胀缓冲层,可以有效地抑制体积膨胀,从而提高电极的循环稳定性;此外,导电碳层的存在一方面可以有利于电解液离子的转移和扩散,从而提高电极的充放电速率,另一方面,碳层的存在会在连续充放电过程中抑制NiCo2S4纳米片的聚集,从而提高电极的结构稳定性。
闫欣雨[5]（2020）在《锌/碳基纳米结构材料的合成及电化学性能研究》文中认为为了适应社会进步所带来的日益增长的能源需求,开发具有高能量密度,高功率密度,高循环寿命和高安全稳定性的新型能量存储器件成为当前研究的主要趋势。目前较为成熟的能量存储系统普遍存在着能量密度低,功率特性差,充电速度慢和安全稳定性差等诸多缺陷。为了解决这些难题,我们需要从电极材料入手,尤其是研发新型高性能负极材料并应用到能量存储器件中去,用以满足人们的迫切的能源需求。本文的研究重点是具有高能量密度,高功率密度,高循环稳定性和高安全性的新型电化学能量存储器件的负极材料的研究。本文着重研究了水系锌基电极材料和水系碳基电极材料的可控合成以及相应的电化学分析。在水系锌基电极材料的研究过程中,秉承着促进锌电极在充放电过程中均一沉积的原则,提高其相应的电化学性能;在水系碳基电极材料的研究中,通过三维结构化和表面掺杂等方式,改善其电化学表现。在高性能锌基材料方面,本文主要研究了氧化锌/石墨烯复合物,Zn-Al-CO3水滑石,Zn-Al-F水滑石以及类花状结构Zn-Al-CO3水滑石。在高性能碳基材料方面,本文主要研究了富氮空心碳球。本文主要研究成果如下:（1）片状纳米氧化锌/石墨烯（ZnO/GN）的复合物的可控合成以及电化学特性研究。制备了片状纳米ZnO在石墨烯表面原位生长的ZnO/GN材料,并通过调控第一步反应时间的长短研究了垂直原位生长机理。研究了由于氧化锌原位生长所导致的石墨烯复合材料析氢电位的提升原理,并通过负极材料的非原位扫描电镜图验证了锌负极材料极佳的工作稳固性。基于该ZnO/GN材料作为负极材料的柔性准固态能量存储器在以1 A/g的电流密度循环400轮之后,仍然具有初始容量86.69%的极高的容量剩余。该器件在基于活性材料总质量的1 A/g电流密度的条件下最高能量密度526.19 Wh/kg,并且在达到最大功率密度85.69 kW/kg时仍然具有377.03 Wh/kg的能量密度。（2）Zn-Al-CO3水滑石纳米结构材料的可控合成以及电化学性能研究。制备了Zn-Al-CO3水滑石纳米片材料,并研究了该材料的合成机理。通过研究不同锌铝比例的材料的微观形貌和电化学特性区别,优化了材料的电化学性能。所合成的采用最佳锌铝比例的Zn-Al-CO3水滑石材料在电流密度为1 A/g时,该材料获得了最高的放电容量303.5 mAh/g,并且在当电流密度增加到30 A/g时,所组装的器件仍然具有1 A/g电流密度时的容量的81.9%。（3）在制备的Zn-Al-CO3水滑石材料的基础上,通过自组装-离子交换法,制备了氟离子插层的Zn-Al-F水滑石材料并研究其作为能量存储器件负极材料的电化学特性。Zn-Al-F水滑石材料,具有结晶度高、含有的杂质少、尺寸分布更加均匀等多种优点,有利于充放电过程中电化学性能的保持。基于Zn-Al-F水滑石的能量存储器件在600轮循环测试中,具有很缓慢的容量衰减和良好的稳定循环特性;同时,在1 A/g的电流密度下,获得了最高的比容量383.08 mAh/g,并且在100A/g的电流密度下,仍然能够保持1 A/g电流密度时的比容量的72.03%。（4）在制备的Zn-Al-CO3水滑石材料的基础上,通过一步自组装水热法,制备了三维类花状结构的Zn-Al-CO3水滑石材料并研究其作为能量存储器件负极材料的电化学特性。研究了不同PSS浓度对类花状结构Zn-Al-CO3水滑石的微观形貌和电化学特性的影响,优化了材料的电化学特性。类花状结构Zn-Al-CO3水滑石在电流密度为1 A/g时获得了最高的放电容量310.55 mAh/g,当电流密度增加到50A/g时,所组装的器件仍然具有1 A/g电流密度时的容量的75.8%。该材料能够在200轮循环中都保持着较高的比容量和较强的循环稳定特性。5)富氮空心碳球材料可控合成以及电化学性能研究。采用多步法制备工艺,经过包覆-富氮-碳化-除模板的工艺流程,成功可控制备富氮的空心碳球材料。研究了对碳材料的表面杂原子掺杂和结构骨架改性。研究了材料合成过程中不同的煅烧温度对最终产物的形貌结构和电化学性能影响,优化了材料的电化学性能。最优条件制备的材料能够在2000次循环期间,材料的比容量保持恒定不变,容量剩余接近100%。此外,在电流密度为1 A/g时,该材料获得了最高的放电容量285 F/g;并且当电流密度增加到20 A/g时,该材料仍然具有1 A/g电流密度时的容量的77.2%。
张虎军[6]（2020）在《钼基纳米材料用作锂离子电容器的电化学储能研究》文中研究说明锂离子电容器（Lithium-Ion Capacitor,LIC）作为一种兼具锂离子电池和超级电容器双重特性的新型器件,其在能量和功率密度上展现出巨大潜力。因此,在电化学储能领域来研究优势互补的混合器件具有重要意义。虽然目前LIC的研究已取得丰硕的成果,但电池负极中缓慢的法拉第反应与电容性正极中快速的非法拉第吸脱附过程导致器件的正负极之间存在着严重的动力学失衡,这就使混合器件在“绿色和可持续”储能领域内走向实际的应用遭到诸多限制。因此,要想构筑高性能杂化锂离子电容器就必须寻找各项性能较佳的正负极材料。在LIC中,负极材料作为核心电极应具有以下特点:（1）低的储锂电势和高的可逆比容量;（2）高首圈库伦效率和明显的电容效应;（3）负极材料在倍率和循环性能方面能够与正极达到高效匹配。鉴于以上所述,本论文的研究工作将致力于设计和开发可显着提高锂离子电容器综合性能的钼基化合物负极电极材料,同时,针对单相的四种钼基化合物（Mo2N、MoO2、MoS2和MoSe2）电负性、电导率和微观形貌的不同探究其电化学性能的差异。接着,对其中电化学性能较差的钼基化合物（MoO2和MoS2）引入碳材料构筑多维度异质杂化三维复合电极结构以提升它们的循环和倍率等电化学性能。随后,又对四种钼基负极材料的储锂机制、电极动力学分析、电容贡献进行系统研究。最后,以四种性能优异的钼基化合物作为负极,高比表面积、孔径分布合理和高比电容的商业活性炭（AC）作为正极,依次组装构建高性能的锂离子电容器器件。主要研究内容具体如下:（1）通过溶剂热法和氮化法制备了富含介孔结构且相互交错互联的Mo2N纳米带,此种错乱交杂的介孔结构对电解液中Li+的传输和扩散非常有利。结果,组装的Mo2N半电池的电化学性能和动力学分析表明,Mo2N电极展现出主导的赝电容式储能特性且在0.1 A g-1下循环400圈后可显现299.3 mAh g-1的放电比容量。即使电流密度达到5.0 A g-1时仍有119.0 mAh g-1的可逆容量。同时在1.0 A g-1下循环1200圈后拥有115.3 mAh g-1高可逆容量。此外,Mo2N负极与具有超大比表面积和典型双电层电容储能行为的分级多孔结构活性炭（AC）正极构建的Mo2N//AC装置拥有4.5 V的工作区间,最高可实现139.75 Wh kg-1的能量密度和11.25 kW kg-1的功率密度,并在2000次循环后高达70.14%的优异比容量被保持。（2）提出水热结合烧结两步法合成杂乱无序结构的MoO2@CNT@C纳米团簇颗粒的新策略。其详细的微观形貌就是由大量疏松的纳米颗粒形成的团簇和一些表面光滑的纳米球以及纳米管构造的混乱交联共存结构组成,这更有利于孔道的形成,从而使电解液中的离子在材料界面进行快速的传输和锂离子的迅速脱嵌。葡萄糖经碳化后形成碳保护层,可抑制MoO2在循环过程中的体积膨胀,而CNT的加入提升了整体电极的导电性。结果所制备的复合材料在电流密度0.1 A g-1下循环300次后可逆比容量为381.0mAh g-1。后与商业活性炭组装的MoO2@CNT@C//AC LIC拥有的最大能量密度为48.29Wh kg-1,最高功率密度为3600 W kg-1,以及循环6000次后82.26%的优异容量保持率。此项研究工作不但提升了二氧化钼负极材料用作锂离子电容器的电化学性能,而且也为制备碳包覆金属氧化物复合电极带来了新的借鉴方案。（3）利用溶剂热法和热处理过程制备了具有典型二维层状结构的MoS2@C复合电极材料,这种三维中空结构和Mo-O-C键强有力的结合可以很好地缓充MoS2在充放电过程中体积变化所产生的应变,而超薄的MoS2纳米片和连续碳基质保证了复合电极拥有高的电化学反应活性、快速的电荷传输以及明显的赝电容贡献。所制备的MoS2@C杂化空心球电极即使在5.0 A g-1的高电流密度下,仍可保持341.7 mAh g-1的高可逆容量,表现出良好的倍率性能。当以0.5 A g-1的电流密度循环时,MoS2@C杂化空心球复合电极在800次循环后其可逆容量仍有433.6 mAh g-1,显示出复合电极优异的循环性能。为进一步探究MoS2@C材料的应用潜力,我们将MoS2@C负极与AC正极进行了全电池的匹配组装并测试了其（MoS2@C//AC LIC）电化学性能。构建的锂离子电容器基于正负极优异的性能,拥有4.5 V的大电位窗口,展现了189.68 Wh kg-1的高能量密度和11.25kW kg-1的极佳功率密度以及循环3000次后72.12%的良好容量保持率。（4）以MoSe2作为研究对象,采用简易高效且温和的水热体系制备了三维自组装异质架构的MoSe2纳米花,并首次应用在LIC负极材料上面。接着通过非原位XRD和XPS研究了其储锂反应机理,得出后期循环中容量增加的原因归于Se的析出。其次动力学分析和电化学结果表明:MoSe2纳米电极的储锂机制是主导的赝电容控制转化式行为,同时在0.1 A g-1的电流密度下循环200次后可展现641.4 mAh g-1的放电比容量。此外,该材料与多孔结构AC构筑的MoSe2//AC混合器件展现了3.0 V的较大工作电位窗口,且带来高的能量密度和大的功率特性,即在150 W kg-1的功率密度下可达到的最高能量密度为78.75 Wh kg-1,而在3600 W kg-1的大功率密下仍可保持39.10 Wh kg-1的高能量密度,以及循环5000次后高达70.28%的优异循环稳定性。
章伟立[7]（2020）在《超级电容器用高电压电解质的合成及电化学性能研究》文中研究表明超级电容器因其超高的功率特性、超长的循环寿命和宽的应用温度范围等特点被广泛应用于军工、航天航空、轨道交通等众多领域。但是相较于锂离子电池,超级电容器的能量密度较低,限制了其作为单一储能器件的应用。因此,超级电容器在保持高功率与长循环寿命的同时,需要大幅提高其单体的能量密度。提升比电容和工作电压是提升超级电容器能量密度的两个主要方式,本文从电解液的角度出发,基于小离子尺寸阳离子引入功能性阴离子,设计合成了系列新型高性能电解质盐应用于超级电容器。系统评价了各体系电解液的电化学性能如工作电压、能量密度、功率和循环性能等。同时对电解质离子尺寸、电解液浓度与正负极的能量贡献之间关系也进行了深入的探讨。成功合成了双氟磺酰亚胺双螺环季铵盐（SBP-FSI）,合成路线步骤简便,且合成过程中没有有机溶剂参与,符合绿色合成化学的要求。将SBP-FSI溶于PC溶剂配制成1 mol/L SBP-FSI/PC电解液,测试其物理化学性能和电化学稳定性发现,1 mol/L SBP-FSI/PC电解液相较于商业化电解液有更高的电导率、更低的粘度和更宽泛的电化学窗口。但是铝腐蚀测试发现,SBP-FSI对铝箔集流体有明显的腐蚀作用,而实验证明低温能够显着抑制电解质对铝箔的腐蚀,并且在-40℃超低温条件下,基于1 mol/L SBP-FSI/PC电解液的超级电容器表现出优异的电化学性能,将PC溶剂体系的超级电容器的最低工作温度范围从-20℃拓宽至-40℃。同时新型电解液在-40℃下能够承受3.2 V的高工作电压,大幅的的提升了超级电容器的能量密度和功率密度,最大能量密度和功率密度分别可达42.67 Wh/kg和5951 W/kg。高浓度4 mol/L SBP-FSI/AN电解液展现出近似离子液体的物理化学性质,如高的热稳定性、不易挥发和不燃性。同时克服了离子液体糟糕的离子移动性,4 mol/L的SBP-FSI/AN的电导率高达39.8 m S/cm。SBP-FSI/AN电解液的负向电化学窗口随着浓度的上升而提高,而正向电化学窗口受浓度的影响较小。4 mol/L SBP-FSI/AN电解液的正向和负向电化学窗口基本趋于对称,因此有利于超级电容器器件充分利用整个电化学窗口。经过三电极和两电极体系测试,以4 mol/L SBP-FSI/AN电解液组装的超级电容器的最高安全工作电压为3.4 V,大幅度提高了超级电容器的能量密度,同时能够保持较高的功率密度,最大能量密度和功率分别可达到53.83 Wh/kg和15.1 k W/kg,在高功率密度和高能量密度的需求上做到了很好的平衡。成功合成了二氟草酸硼酸双螺环季铵盐（SBP-DFOB）,并探索出了适合工业化生产的合成路线。系统表征了新型电解质盐SBP-DFOB的物理化学性质,发现其热稳定较好,初始分解温度为295.7℃,熔点较低,接近于室温。模拟结合实验也证明新型电解液1 mol/L SBP-DFOB/PC具备最优的电化学稳定性。将1mol/L SBP-DFOB/PC电解液组装成对称型超级电容器测试其电化学性能及耐电压特性,以1 mol/L TEA-BF4/PC和1 mol/L SBP-BF4/PC电解液作对比。通过不同电压下循环伏安、充放电、倍率和长循环测试我们发现,SBP+基电解液的最高比电容明显高于商业化电解液,说明更小阳离子尺寸的电解质能够获得更高的容量。另外,1 mol/L SBP-DFOB/PC和1 mol/L SBP-BF4/PC电解液最高比电容近乎相等,都可以达到120 F/g,说明DFOB-阴离子的替换几乎不影响电极的容量。最后1 mol/L SBP-DFOB/PC电解液被证明在三种电解液种耐电压性最好,基于1mol/L SBP-DFOB/PC电解液的超级电容器可以达到3.5 V,器件单电极的最大能量密度可达50.06 Wh/kg,最大功率密度为28.54 k W/kg,大幅度地提高了超级电容器的能量密度和功率密度。成功合成了三种不同阳离子尺寸的DFOB-基离子液体N-丙基-N-甲基吡咯二氟草酸硼酸盐(Py13DFOB)、N-丁基-N-甲基吡咯二氟草酸硼酸盐(Py14DFOB)和N-戊基-N-甲基吡咯二氟草酸硼酸盐(Py15DFOB),它们的熔点分别为3℃,-5℃,-74℃,随着阳离子尺寸的增加,熔点依次降低,这是由于阳离子尺寸增大,阴阳离子的不对称性增强,削弱了电解质盐晶体的晶格能所致。基于三电极和两电极电化学测试结果,1mol/L Py13DFOB/PC电解液可以承受3 V的工作电压,并且比容量可以达到130 F/g,由于比电容和电压的提升,能量密度和功率密度得到进一步提升,最高能量密度和功率密度分别可以达到39.5 Wh/kg和14.52 k W/kg。通过改变链长改变阳离子尺寸(Py13DFOB、Py14DFOB和Py15DFOB),探究离子尺寸对正负极电势变化趋势的影响,发现在1 mol/L的浓度下,离子尺寸对正负极的变化趋势几乎没有影响,正极和负极在不同电压下的电势变化完全对称。而阳离子尺寸改变的是总体容量,离子尺寸越大,容量越小。继续探究浓度(Py13DFOB/PC)对正负极电势变化的影响,发现在相对较浓的溶液体系中,正负极电势变化趋势有明显的差异,特别是纯离子液体体系,正负极电压变化范围差距更甚,这可能是因为稀溶液和浓溶液体系中阴阳离子所受到的作用力差异所致（作用力包括同离子间的排斥和异性离子间的吸引力）。阴阳离子在浓溶液中受到作用力的差异导致离子扩散速率的差距凸显,导致单位时间正负极容量储存分布不均,从而正负极电势不均匀变化。
仇武忻[8]（2019）在《超级电容器用新型纳米碳三维复合电极材料的研究》文中认为本文在对常规活性炭（AC）电极进行探索研究的基础上,通过将单元（碳纳米管（CNT）或石墨烯（Graphene））或多元（CNT和Graphene）纳米碳材料用作导电添加剂引入到常规活性炭电极中进行复合改性,以改善活性炭电极的导电性,从而提高其倍率性能及循环稳定性。通过扫描电镜（SEM）及氮气吸脱附测试（BET）对复合电极的微观形貌及孔径分布、比表面积进行分析并结合电化学测试手段（恒流充放电测试、循环伏安测试、交流阻抗测试、循环稳定性测试等）对复合电极的电化学性能进行全面分析研究,探究CNT及Graphene的比例调控、电极制备工艺等对复合电极理化性质和电化学性能的影响:1.对于两种纳米碳材料（CNT及Graphene）,将其用作单元导电添加剂与常规能量型活性炭电极进行复合时,均能够显着地提高活性炭电极的导电性,并有效地改善其倍率性能;在此基础上,将CNT和Graphene共同用作二元导电添加剂,能够进一步改善复合材料的倍率特性;2.将单元（CNT或Graphene）纳米碳与活性炭电极进行复合时,电极材料倍率的提升得益于纳米碳材料的引入改变了复合材料内部孔结构及孔径分布,使复合材料内部微孔比率降低、介孔比率增大、大孔比率提高,为电解质离子的快速迁移及传输提供便捷通道,从而降低材料内部阻抗,使得其倍率性能得以提高;3.将多元（CNT和Graphene）纳米碳与活性炭电极进行复合时,电极材料倍率性能在单元纳米碳复合电极的基础上再次提升,主要是得益于多元纳米碳对电极材料内部孔结构及孔分布的进一步改善,以及由导电炭黑Super P（SP）、CNT和Graphene共同构筑形成的更为高效的三维立体导电网络及三者之间协同效应的充分发挥;4.基于AC/SP/CNT及AC/SP/Graphene 比例分别为90/3/2和90/4/1时三元复合电极的电容器具备最佳的倍率性能和功率特性,在80A·g-1的电流密度下分别具有高达80.13%和79.84%的容量保持率,此时电容器能分别达到81.53 kWkg-1和79.2 kWkg-1的高比功率（基于单电极总质量计算）,并保持了 11 Wh kg-]和10.01 Whkg-1的比能量,展现了优异的比能量-比功率特性。相应地,常规活性炭电极具备较差的倍率性能及比能量-比功率特性,70 Ag-1时的容量保持率仅有28.51%,比功率仅为46.72kWkg-1,比能量仅为1.71 Whkg-1;5.通过对复合电极的制备工艺、纳米碳材料的比例调控进行改进后,所制得的四元复合材料的倍率性能够进一步提高。基于AC/SP/CNT/Graphene 比例为90/1.25/2.75/1的四元复合电极的电容器具备最佳的倍率性能和功率特性,在80A g-1的电流密度下,其容量保持率高达87.29%,此时电容器能达到85.81 kWkg-1的超高比功率,并保持了 12.65 Wh kg-1的高比能量,展现了极佳的比能量-比功率特性;6.基于AC/SP/CNT/Graphene 比例为90/1.25/2.75/1的四元复合电极的电容器在10 Ag-1的电流密度下,经30000次循环后具有高达79.44%的容量保持率,较常规活性炭电极（65.94%）有极大的提高,显示出极佳的大电流循环稳定性。
高秀丽[9]（2018）在《醌/碳复合材料的制备及其电容性能研究》文中研究表明超级电容器是一种新型储能器件,具有功率密度大、循环寿命长等优点,已经成为能源领域研究的热点,然而限制其实际应用的主要问题是能量密度相对较低。超级电容器的性能主要由电极材料决定,研发和设计先进的电极材料是提高电极材料能量密度的关键。碳材料一直被认为是超级电容器首选的电极材料。然而,由于纯碳材料单一的双电层储能机理导致其比电容较低。醌类是具有电化学活性的有机物分子,可以发生酚/醌互变氧化还原反应,产生赝电容。因此,本论文采用醌类分子修饰多孔碳材料的方法,制备出一系列同时具有双电层电容和法拉第赝电容的醌/碳复合材料,并研究其协同增强机制。1.以海洋污染物浒苔为原料,KOH为活化剂,采用两步法制备出具有独特微孔-介孔多级孔结构的浒苔基活性炭。考察了碱焦比对浒苔基活性炭孔结构和电化学性能的影响。制得的浒苔基活性炭的最大BET比表面积为2405 m2 g-1,最大比电容值为296 F g-1,超级电容器的最大能量密度为10.76 Wh kg-1。而且,在大电流密度30 A g-1时,比电容值为152 F g-1,具有良好的电容性能。CK-3样品大的比表面积和孔容以及丰富的介孔孔道为HQ的负载提空了有利的条件,因此以CK-3为例进行了氢醌改性研究,考察了氢醌载量对复合材料电容特性的影响。电化学测试结果表明,当氢醌载量为20%时,氢醌和浒苔基活性炭CK-3之间能发挥最佳的协同作用。复合材料在电流密度为0.5 A g-1时,最大比电容高达447 F g-1,比纯的浒苔基活性炭增加了74%。当电流密度为30 A g-1时,比电容值为184 F g-1,比电容保持率仅为41.1%。氢醌改性虽然显着提升了浒苔基活性炭的比电容值,但由于HQ分子阻塞部分孔道,导致电极材料的倍率特性劣化。循环测试表明,10000次充放电循环后该复合材料的比电容保持率为51.1%,这主要是由于HQ分子溶解流失造成的。2.为了防止HQ分子堵孔,以孔径较大的介孔碳微球为碳载体,进行HQ改性研究。利用软模板法制备出具有三维有序结构的介孔碳微球,研究介孔碳微球与氢醌分子之间的协同作用。研究表明,当氢醌载量为10%时,氢醌和介孔碳微球MCNS之间能发挥最佳协同效应,比电容提高最明显。当电流密度为0.5 A g-1时,最大比电容值为285 F g-1。当电流密度为30 A g-1时,比电容值为182 F g-1,比电容保持率为64.0%。相比氢醌改性的浒苔基活性炭材料,氢醌改性的介孔碳微球材料倍率性能有所改善,说明选取孔径较大的碳质介孔材料为载体,能够有效防止HQ的堵孔现象,提高材料的倍率性能。3.为了解决HQ溶解流失的问题,采用亲水性不同的醌类分子（氢醌、叔丁基氢醌、2,5-二叔丁基氢醌）修饰介孔碳/石墨烯复合材料（MCG）。研究表明,当MCG负载带有烷基支链、亲水性较弱的叔丁基氢醌和2,5-二叔丁基氢醌时,复合材料的电容性能比负载HQ时显着提高。通过考察叔丁基氢醌的载量可知,负载30%叔丁基氢醌的介孔碳/石墨烯复合材料具有最佳的电容性能,当电流密度为0.5 A g-1时,最大比电容值为355F g-1;当电流密度30 A g-1时,比电容值为226 F g-1,比电容保持率为63.5%。10000次循环后,该材料的比电容保持率为84.2%,表明醌类分子亲水性的降低有助于提高复合材料的循环稳定性。4.以憎水的蒽醌（AQ）为改性剂,制备出蒽醌改性的有序介孔碳复合材料（AQ/OMCs）。考察了载醌温度和AQ载量对复合材料孔结构、表面性质及电化学性能的影响。研究表明,在载醌温度为65℃,AQ载量为40%时,制备的复合材料65AQ40/OMC电容性能最佳。当电流密度为0.5 A g-1时,65AQ40/OMC的比电容值为346 F g-1,当电流密度30 A g-1时,比电容值高达292 F g-1,表现出优异的倍率性能。这可以归因于（1）AQ具有延伸的电子系统,有助于降低法拉第反应的电荷转移内阻;（2）负载AQ后的OMC仍然保留介孔结构,从而促进了电解液离子的快速扩散。以OMC和AQ/OMCs分别作为正负极组成非对称超级电容器,考察了电极匹配以及电化学电荷注入法（ECI）预处理对超级电容器电容性能的影响。结果表明,匹配适合的电极和进行ECI预处理都可以显着提高超级电容器的电容性能。经过ECI预处理的非对称电容器ASC-ECI能量密度高达14.51 Wh kg-1,且经过10000次循环测试后,可保持初始容量的96.3%,具有良好的循环稳定性。
赵志超[10]（2018）在《电活性碳改性材料的电化学储能研究》文中研究说明超级电容器具有快速充放电、高功率密度、长循环寿命和高安全性等优点。电极材料是决定超级电容器综合性能优劣的关键因素。碳材料广泛用于超级电容器电极材料,基于离子脱吸附的双电层电容一直难以突破其较低能量密度的瓶颈。电活性碳材料的改性方法主要有两种:一是碳材料作为改性组分复合其他活性物质;二是碳材料本身进行掺杂改性。本论文主要围绕电活性碳改性材料的制备及其电化学性能开展了部分系统研究:一方面电导性碳量子点改性聚苯胺,通过碳量子点提升聚苯胺的比电容和循环稳定性。另一方面氮掺杂改性碳材料以及硼氮共掺杂改性碳材料,通过引入含氮、硼、氧官能团的赝电容提升碳材料比电容性能。本论文的主要研究内容如下:（1）碳量子点-聚苯胺复合物的制备及其电化学性能研究碳量子点改性聚苯胺:以碳纤维为基底,采用光辅助循环伏安电聚合法制备碳量子点-聚苯胺复合材料。研究表明,三维网格结构的聚苯胺纳米线生长于碳纤维基底的表面,同时碳量子点均匀分布于聚苯胺纳米线的表面和内部。碳量子点-聚苯胺复合物在1.0 A g-1电流密度下的比电容高达738.3 F g-1,而纯聚苯胺的比电容仅为432.5 F g-1。碳量子点-聚苯胺复合物和纯聚苯胺在5.0 A g-1电流密度下,循环1000次后的比电容保持率分别为78.0%和68.0%。碳量子点-聚苯胺复合物优异的电化学性能主要归因于碳量子点的引入可提高复合材料的导电性,并且可减缓聚苯胺分子链在多次充放电过程中受破坏的程度,碳量子点改性明显提升了聚苯胺的比电容和循环稳定性。另外,构建了碳量子点-聚苯胺全固态对称型柔性超级电容器,该器件的工作电压范围是1.2 V,在1.0mA cm-2电流密度下,其能够输出的比电容、功率密度和能量密度分别为169.2 mF cm-2、0.3 mW cm-2、33.8μWh cm-2。（2）聚苯胺衍生的氮掺杂碳材料的制备及其电化学性能研究氮掺杂碳:以碳纸为基底,聚苯胺为氮源和碳源,采用高温碳化聚苯胺纳米线制备氮掺杂碳纳米线。研究表明,所得氮掺杂碳活性材料在1.0 A g-1电流密度下的比电容高达404.0 F g-1,主要得益于碳骨架中杂环氮优异的电子给予体特性和位于碳骨架边缘的含氮官能团的法拉第赝电容反应。氮掺杂碳料还表现出优异的倍率性能和循环稳定性能,当电流密度从1.0 A g-1增加到10 A g-1,其比电容的衰减率仅为22.0%。在10.0 A g-1大电流密度下,循环5000次后,其比电容的保持率高达95.8%。另外,构建了氮掺杂碳全固态对称型超级电容器,该器件的工作电压范围是1.6 V,在1.0 A g-1电流密度下,其能够输出的比电容、功率密度、能量密度分别高达187.1 F g-1、0.8 kW kg-1、66.54 Wh kg-1,且在5.0 A g-1大电流密度下,经过5000次充放电循环后,比电容保持率高达94.1%,表现出优异的循环稳定性。（3）多孔硼氮共掺杂碳材料的制备及其电化学性能研究多孔硼氮共掺杂碳:以碳纸为基底,硼酸为硼源,聚苯胺为氮源和碳源,采用高温碳化一步法制备多孔硼氮共掺杂碳纳米线。聚苯胺-硼酸纳米线的直径约为120 nm,并呈现密堆积纳米线结构。随后,聚苯胺-硼酸作为中间体碳化后制得硼氮共掺杂碳,所得硼氮共掺杂碳纳米线的直径约为90 nm,并交织成网格式结构,该电活性碳材料在1.0 A g-1电流密度下的比电容高达504.0 F g-1。这种优异的比电容性能主要归结于含硼、氮、氧官能团的法拉第赝电容,多孔结构造成的高比面积(1068.9 m2 g-1)也有助于提高其比电容。在10.0 A g-1大电流密度下,经过5000次循环后,其比电容没有任何损失,表现出优异的循环稳定性。另外,构建了硼氮共掺杂碳全固态对称型超级电容器,该器件的工作电压范围是1.6 V,在1.0 A g-1电流密度下,其能够输出的比电容、功率密度、能量密度分别高达255.7 F g-1、0.8 kW kg-1、90.9 Wh kg-1,且在5.0 A g-1电流密度下,该器件循环5000次后的比电容保持率高达91.0%,表现出优异的循环性能。
二、碳基双电层电容器功率特性的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、碳基双电层电容器功率特性的研究（论文提纲范文）
（1）碳基混合电容器的可控构建及性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 混合电容器简介 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 储能机制 |
| 1.2.3 优缺点 |
| 1.2.4 性能 |
| 1.3 混合电容器的研究进展 |
| 1.3.1 锂离子混合电容器 |
| 1.3.2 钾离子混合电容器 |
| 1.3.3 锌离子混合电容器 |
| 1.3.4 科学问题和挑战 |
| 1.4 本论文的研究目的、内容及意义 |
| 第2章 实验与分析测试方法 |
| 2.1 实验所用原料及仪器设备 |
| 2.1.1 原料及化学试剂 |
| 2.1.2 主要仪器设备 |
| 2.2 材料表征方法 |
| 2.2.1 形貌表征 |
| 2.2.2 结构、成分表征 |
| 2.3 电化学性能测试与分析 |
| 2.3.1 电极制备 |
| 2.3.2 电池组装 |
| 2.3.3 性能测试与分析 |
| 2.3.4 性能参数及计算公式 |
| 2.4 实验部分 |
| 2.4.1 氧化石墨的制备 |
| 2.4.2 氧化石墨烯分散液的制备 |
| 2.4.3 石墨烯水凝胶的制备 |
| 2.4.4 氧化石墨烯膜的制备 |
| 第3章 高体积性能锂离子混合电容器的构建与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 正负极厚度匹配的提出 |
| 3.3 活性炭/石墨烯复合正极材料的制备及结构表征 |
| 3.3.1 实验部分 |
| 3.3.2 结构表征 |
| 3.4 电化学性能分析 |
| 3.5 石墨//活性炭/石墨烯锂离子混合电容器电化学性能研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 高比容量石墨泡沫正极的构建与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高比容量石墨泡沫正极的制备与表征 |
| 4.2.1 实验部分 |
| 4.2.2 结构表征 |
| 4.3 电化学性能分析 |
| 4.3.1 正极电化学性能分析 |
| 4.3.2 负极电化学性能分析 |
| 4.4 机理研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高体积性能钾离子混合电容器的构建与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 三维石墨烯致密组装体正极材料的制备 |
| 5.2.2 二维石墨烯致密薄膜负极材料的制备 |
| 5.2.3 电极制备、电池组装及测试 |
| 5.3 三维石墨烯致密组装体结构表征及电化学性能研究 |
| 5.3.1 结构表征 |
| 5.3.2 电化学性能分析 |
| 5.4 二维石墨烯致密薄膜的结构表征及电化学性能研究 |
| 5.4.1 结构表征 |
| 5.4.2 电化学性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 高性能锌离子混合电容器的构建与性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三维石墨烯致密组装体正极的制备、表征及电化学性能分析 |
| 6.2.1 实验部分 |
| 6.2.2 结构表征 |
| 6.2.3 电化学性能分析 |
| 6.3 锌/铜复合锌负极的制备及电化学性能分析 |
| 6.3.1 实验部分 |
| 6.3.2 电化学性能分析 |
| 6.4 表面修饰的复合锌负极的制备、表征及性能分析 |
| 6.4.1 实验部分 |
| 6.4.2 结构表征 |
| 6.4.3 耐腐蚀性能研究 |
| 6.4.4 无枝晶性能研究 |
| 6.4.5 全电池性能研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文与参加科研情况 |
| 致谢 |
（2）超级电容器镍基与碳基电极材料可控制备及储能性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 超级电容器分类及储能机理 |
| 1.2.1 双电层电容器 |
| 1.2.2 赝电容器 |
| 1.2.3 混合型超级电容器 |
| 1.3 镍基超级电容器电极材料研究现状 |
| 1.3.1 镍钼金属化合物电极材料研究现状 |
| 1.3.2 镍钴金属化合物电极材料研究现状 |
| 1.4 生物质炭超级电容器电极材料研究现状 |
| 1.4.1 生物质炭电极材料的制备 |
| 1.4.2 生物质炭电极材料的应用 |
| 1.5 本论文的选题意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 微球结构Ni_3S_4/Ni(OH)_2/Mo_xO_y复合电极材料设计合成及其电化学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂及仪器 |
| 2.2.2 电极材料制备 |
| 2.2.3 材料表征技术与电化学性能测试 |
| 2.3 电极材料表征及电化学性能研究 |
| 2.3.1 电极材料表征及分析 |
| 2.3.2 硫化反应条件对电极材料形貌结构的影响 |
| 2.3.3 电极材料电化学性能测试及分析 |
| 2.3.4 硫化反应条件对电极材料电化学性能的影响 |
| 2.3.5 煅烧条件对电极材料电化学性能的影响 |
| 2.4 Ni_3S_4/Ni(OH)_2/Mo_xO_y//AC HSC电化学性能测试及储能性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 镍钴双金属化合物电极材料设计合成及其电化学性能调控研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂及仪器 |
| 3.2.2 电极材料制备 |
| 3.2.3 材料表征技术与电化学性能测试 |
| 3.3 电极材料表征及电化学性能研究 |
| 3.3.1 双元金属化合物电极材料表征及分析 |
| 3.3.2 反应条件对电极材料形貌和晶体结构的影响 |
| 3.3.3 三元金属化合物和生物质炭电极材料表征及分析 |
| 3.3.4 双元金属化合物电极材料电化学性能测试及分析 |
| 3.3.5 反应条件对电极材料电化学性能的影响 |
| 3.3.6 三元金属化合物电极材料电化学性能测试及分析 |
| 3.4 CoNi_2S_4/AC、CoNi_2S_4//BC HSCs电化学性能测试及储能性能分析 |
| 3.4.1 CoNi_2S_4//AC HSC电化学性能测试及分析 |
| 3.4.2 CoNi_2S_4//BC HSC电化学性能测试及分析 |
| 3.4.3 CoNi_2S_4//AC、CoNi_2S_4/BC HSCs储能性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多杂原子掺杂生物质炭电极材料制备及其在准固态对称型超级电容器中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂及仪器 |
| 4.2.2 电极材料制备 |
| 4.2.3 材料表征技术与电化学性能测试 |
| 4.3 电极材料表征及电化学性能研究 |
| 4.3.1 电极材料表征及分析 |
| 4.3.2 电极材料电化学性能测试及分析 |
| 4.4 LC//LC、SC//SC和Ag-SC//Ag-SC电化学性能测试及储能性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 超高循环稳定性生物质炭电极材料制备及其在准固态混合型超级电容器中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂及仪器 |
| 5.2.2 电极材料制备 |
| 5.2.3 材料表征技术与电化学性能测试 |
| 5.3 电极材料表征及电化学性能研究 |
| 5.3.1 电极材料表征及分析 |
| 5.3.2 电极材料电化学性能测试及分析 |
| 5.3.3 生物质炭电极材料电化学性能对比分析 |
| 5.4 准固态混合型超级电容器电化学性能测试及储能性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）超级电容器脉冲特性建模与分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 超级电容器概述 |
| 1.3 超级电容器研究和发展概况 |
| 1.4 大功率系统应用中的关键技术问题 |
| 1.5 本文主要工作内容 |
| 2 超级电容器模型分析 |
| 2.1 超级电容器双电层模型 |
| 2.2 传输线模型 |
| 2.3 等效电路模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 超级电容器脉冲放电测试 |
| 3.1 超级电容器脉冲放电实验 |
| 3.2 实验结果分析 |
| 3.3 实验影响因素探究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 脉冲放电特性与等效电路模型 |
| 4.1 毫秒级脉冲放电特性建模与分析 |
| 4.2 影响快速脉冲输出能力的因素 |
| 4.3 微秒级脉冲放电实验与建模 |
| 4.4 模型参数辨识 |
| 4.5 模型仿真 |
| 4.6 微妙级脉冲输出特性影响因素 |
| 4.7 实验次数对产品性能的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 存在的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）锰、镍钴基电极材料的制备及其超级电容性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 超级电容器概述 |
| 1.2.1 超级电容器简介 |
| 1.2.2 超级电容器工作原理 |
| 1.2.3 双电层电容器 |
| 1.2.4 赝电容器 |
| 1.3 超级电容器体系 |
| 1.3.1 超级电容器性能评估主要指标 |
| 1.3.2 超级电容器主要测试手段 |
| 1.3.3 测试体系类型 |
| 1.4 超级电容器电极材料 |
| 1.4.1 碳基材料 |
| 1.4.2 金属氧化物/氢氧化物 |
| 1.4.3 过渡金属硫化物 |
| 1.5 Mn基电极材料的研究现状 |
| 1.5.1 MnO_2电极材料 |
| 1.5.2 MnS电极材料 |
| 1.6 NiCo_2S_4电极材料的研究现状 |
| 1.6.1 NiCo_2S_4的结构特点 |
| 1.6.2 NiCo_2S_4纳米材料的制备 |
| 1.6.3 NiCo_2S_4电极材料的研究现状 |
| 1.7 论文的选题意义及其主要研究方法和内容 |
| 第二章 中空双壁MnO_2纳米纤维的合成及其电化学性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 中空SiO_2纳米纤维(SHNFs)的制备 |
| 2.2.2 氨基化中空SiO_2纳米纤维(NH2-SHNFs)的制备 |
| 2.2.3 中空双壁MnO_2纳米纤维(MHNFs)的制备 |
| 2.2.4 仪器表征 |
| 2.2.5 对SHNFs和NH_2-SHNFs所进行的吸附实验 |
| 2.2.6 电化学性能的测试与分析 |
| 2.2.7 非对称型超级电容器的组装及性能评估 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 电极材料的成分及结构分析 |
| 2.3.2 电极材料的电化学性能研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Mn_2O_3@MnO_2核壳结构纳米纤维的构筑及其电化学性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 Mn_2O_3纳米纤维的合成 |
| 3.2.2 Mn_2O_3@MnO_2-x核壳纳米纤维的制备 |
| 3.2.3 仪器表征 |
| 3.2.4 电化学性能测试与分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 电极材料的成分与结构分析 |
| 3.3.2 电极材料的电化学性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 MnS纳米纤维的合成及其电化学性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Mn_2O_3纳米纤维的合成 |
| 4.2.2 Mn_2O_3@MnO_2复合纳米纤维的合成 |
| 4.2.3 不同结构MnS纤维(M-S-x以及MM-S-x)的合成 |
| 4.2.4 仪器表征 |
| 4.2.5 电化学性能测试与分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 电极材料的成分及结构分析 |
| 4.3.2 电极材料的电化学性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多级中空C/NiCo_2S_4纳米球复合材料的合成及其电化学性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 核壳结构的SiO_2/碳纳米球的合成 |
| 5.2.2 C/NiCo_2S_4中空纳米球的合成 |
| 5.2.3 仪器表征 |
| 5.2.4 电化学性能的测试与分析 |
| 5.2.5 非对称型超级电容器的组装以及性能评估 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 电极材料的成分及结构分析 |
| 5.3.2 电极材料的电化学性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文情况 |
（5）锌/碳基纳米结构材料的合成及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电化学能量存储器件的分类 |
| 1.2.1 双电层型超级电容器 |
| 1.2.2 法拉第赝电容型超级电容器 |
| 1.2.3 混合超级电容器 |
| 1.2.4 电化学电池 |
| 1.3 电化学能量存储器件的电极材料 |
| 1.3.1 碳基电极材料 |
| 1.3.2 锌基(氢)氧化物电极材料 |
| 1.3.3 其他过渡金属(氢)氧化物电极材料 |
| 1.4 电化学能量存储器件的电化学性能参数 |
| 1.4.1 比容量 |
| 1.4.2 能量密度和功率密度 |
| 1.5 电化学测试方法 |
| 1.5.1 三电极测试体系 |
| 1.5.2 循环伏安法 |
| 1.5.3 恒流充放电法 |
| 1.5.4 电化学交流阻抗谱测试 |
| 1.6 研究目的与主要内容 |
| 第二章 氧化锌/石墨烯复合材料的合成及电化学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料试剂和仪器 |
| 2.2.2 用Hummer法制备还原氧化石墨烯 |
| 2.2.3 ZnO/GN材料的合成 |
| 2.2.4 ZnO/GN材料的电极制备及电化学表征 |
| 2.3 ZnO/GN材料的合成过程,材料表征及电化学测试 |
| 2.3.1 ZnO/GN材料的合成过程 |
| 2.3.2 实验第一步反应时间对ZnO/GN材料最终产物的影响 |
| 2.3.3 ZnO/GN材料的形貌结构以及材料表征 |
| 2.3.4 ZnO/GN材料的电化学表征 |
| 2.3.5 ZnO/GN材料的析氢电位研究 |
| 2.4 基于ZnO/GN负极材料的柔性准固态能量存储器件 |
| 2.4.1 基于ZnO/GN负极材料的柔性准固态能量存储器件的组装 |
| 2.4.2 基于ZnO/GN负极材料的柔性准固态能量存储器件对锌晶枝生长的抑制 |
| 2.4.3 基于ZnO/GN负极材料的柔性准固态能量存储器件的电化学性能及实用性测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Zn-Al-CO_3水滑石材料的合成及电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料试剂和仪器 |
| 3.2.2 Zn-Al-CO_3水滑石材料的合成 |
| 3.2.3 Zn-Al-CO_3水滑石材料的电极制备及电化学表征 |
| 3.3 Zn-Al-CO_3水滑石材料的合成过程,材料表征及电化学测试 |
| 3.3.1 Zn-Al-CO_3水滑石材料的合成过程 |
| 3.3.2 不同锌铝比例对Zn-Al-CO_3水滑石材料的形貌结构和电化学性能影响 |
| 3.3.3 Zn-Al-CO_3水滑石材料的形貌结构以及材料表征 |
| 3.3.4 Zn-Al-CO_3水滑石材料的电化学表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Zn-Al-F水滑石材料的合成及电化学性能表现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料试剂和仪器 |
| 4.2.2 Zn-Al-F水滑石材料的合成 |
| 4.2.3 Zn-Al水滑石材料的电极制备及电化学表征 |
| 4.3 Zn-Al-F水滑石材料的合成过程,材料表征及电化学测试 |
| 4.3.1 Zn-Al-F水滑石材料的合成过程及材料表征 |
| 4.3.2 Zn-Al-F水滑石材料的粒径分布对其电化学性能的影响 |
| 4.3.3 Zn-Al-F水滑石材料的形貌结构以及材料表征 |
| 4.3.4 Zn-Al-F水滑石材料的电化学表征 |
| 4.3.5 基于Zn-Al-F水滑石材料的能量存储器件的电化学特性及实用性测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 类花状结构Zn-Al-CO_3水滑石的合成及电化学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料试剂和仪器 |
| 5.2.2 类花状结构Zn-Al-CO_3水滑石材料的合成 |
| 5.2.3 类花状结构Zn-Al-CO_3水滑石材料的电极制备及电化学表征 |
| 5.3 类花状结构Zn-Al-CO_3水滑石材料的合成过程,材料表征及电化学测试 |
| 5.3.1 类花状结构Zn-Al-CO_3水滑石材料的合成过程 |
| 5.3.2 不同PSS浓度对类花状结构Zn-Al-CO_3水滑石材料的形貌结构和电化学性能影响 |
| 5.3.3 类花状结构Zn-Al-CO_3水滑石材料的形貌结构以及材料表征 |
| 5.3.4 类花状结构Zn-Al-CO_3水滑石材料的电化学表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 富氮空心碳球的合成及电化学性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验原料试剂和仪器 |
| 6.2.2 二氧化硅微球的制备 |
| 6.2.3 富氮空心碳球材料的制备 |
| 6.2.4 富氮空心碳球材料的电极制备及电化学表征 |
| 6.3 富氮空心碳球材料的合成过程,材料表征及电化学测试 |
| 6.3.1 富氮空心碳球材料的合成过程 |
| 6.3.2 不同煅烧温度对富氮空心碳球形貌结构和电化学性能影响 |
| 6.3.3 富氮空心碳球的材料表征 |
| 6.3.4 富氮空心碳球的电化学表征 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（6）钼基纳米材料用作锂离子电容器的电化学储能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电容器简介 |
| 1.2.1 双电层电容器工作原理 |
| 1.2.2 锂离子电池工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电容器储能机理 |
| 1.2.4 锂离子电容器分类 |
| 1.2.5 锂离子电容器结构与组成 |
| 1.2.6 锂离子电容器特点 |
| 1.3 锂离子电容器研究进展 |
| 1.3.1 锂离子电容器正极材料研究进展 |
| 1.3.2 锂离子电容器负极材料研究进展 |
| 1.4 钼基化合物负极材料的研究现状 |
| 1.4.1 钼基化合物在锂离子电池负极材料中的研究进展 |
| 1.4.2 钼基化合物在锂离子电容器负极材料中的研究进展 |
| 1.5 本论文的选题依据及主要研究内容 |
| 1.5.1 选题依据及研究思路 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 实验部分及测试表征 |
| 2.1 主要实验试剂与实验仪器 |
| 2.1.1 主要实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料表征方法 |
| 2.2.1 X射线衍射分析 |
| 2.2.2 能量色散X射线光谱分析 |
| 2.2.3 拉曼光谱分析 |
| 2.2.4 X射线光电子能谱分析 |
| 2.2.5 扫描电子显微分析 |
| 2.2.6 透射电子显微分析 |
| 2.2.7 氮气吸脱附分析 |
| 2.3 电极制备与扣式电池组装 |
| 2.3.1 电极极片制备 |
| 2.3.2 扣式电池组装 |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.5 锂离子电容器的性能指标 |
| 第3章 富含介孔结构相互交错互联的Mo_2N纳米带在锂离子电容器中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Mo_2N纳米带的制备 |
| 3.2.1 MoO_3纳米带的合成 |
| 3.2.2 Mo_2N纳米带的合成 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 MoO_3和Mo_2N的物相与成分分析 |
| 3.3.2 Mo_2N的形貌与微观结构分析 |
| 3.3.3 Mo_2N和 AC的孔隙率与SEM分析 |
| 3.3.4 Mo_2N单电极的电化学性能研究 |
| 3.3.5 活性炭(AC)单电极的电化学性能研究 |
| 3.3.6 锂离子电容器(Mo_2N//AC)的构筑及电化学性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 杂乱无序结构MoO_2@CNT@C纳米团簇颗粒在锂离子电容器中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MoO_2@CNT@C纳米复合结构的制备 |
| 4.2.1 MoO_2纳米团簇颗粒的合成 |
| 4.2.2 MoO_2@CNT@C纳米复合结构的合成 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 MoO_2和MoO_2@CNT@C的物相与成分分析 |
| 4.3.2 MoO_2@CNT@C的形貌与微观结构分析 |
| 4.3.3 MoO_2和MoO_2@CNT@C的孔隙率分析 |
| 4.3.4 MoO_2和MoO_2@CNT@C单电极的电化学性能研究 |
| 4.3.5 锂离子电容器(MoO_2@CNT@C//AC)的构筑及电化学性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 碳包覆MoS_2杂化空心球复合材料在锂离子电容器中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 MoS_2@C杂化空心球复合材料的制备 |
| 5.2.1 MoS_2纳米薄片的合成 |
| 5.2.2 MoS_2@C杂化空心球复合材料的合成 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 MoS_2和MoS_2@C的物相与成分分析 |
| 5.3.2 MoS_2@C的形貌与微观结构分析 |
| 5.3.3 MoS_2和MoS_2@C的孔隙率分析 |
| 5.3.4 MoS_2和MoS_2@C单电极的电化学性能研究 |
| 5.3.5 锂离子电容器(MoS_2@C//AC)的构筑及电化学性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 三维自组装分层结构的MoSe_2纳米花在锂离子电容器中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 MoSe_2纳米花的制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 MoSe_2的物相与成分分析 |
| 6.3.2 MoSe_2的形貌与微观结构分析 |
| 6.3.3 MoSe_2和AC的孔隙率分析 |
| 6.3.4 MoSe_2单电极的电化学性能研究 |
| 6.3.5 活性炭(AC)单电极的电化学性能研究 |
| 6.3.6 锂离子电容器(MoSe_2//AC)的构筑及电化学性能研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（7）超级电容器用高电压电解质的合成及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 学位论文的主要创新点 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器概述 |
| 1.2.1 超级电容器的分类 |
| 1.2.2 双电层电容器储能机理概述 |
| 1.2.3 电化学电容器的特点、应用及市场现状 |
| 1.3 炭基超级电容器研究概述 |
| 1.3.1 活性炭 |
| 1.3.2 石墨烯 |
| 1.3.3 炭气凝胶 |
| 1.3.4 碳化物衍生碳(CDCs) |
| 1.3.5 其他炭材料 |
| 1.4 双电层电容器电解液研究进展 |
| 1.4.1 水系电解液 |
| 1.4.2 有机电解液 |
| 1.4.3 离子液体 |
| 1.4.4 固态和准固态电解质 |
| 1.4.5 water in salt电解液 |
| 1.5 高电压有机电解液研究进展 |
| 1.6 本论文的选题依据及主要研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 所用原料及化学试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 电解质盐的分子结构和物理性质表征 |
| 2.3.1 核磁共振波谱 |
| 2.3.2 元素分析 |
| 2.3.3 热重分析 |
| 2.3.4 差示扫描量热法 |
| 2.4 电解液的配制与性能检测 |
| 2.4.1 电解液的配制 |
| 2.4.2 电解液的水分含量检测 |
| 2.4.3 电解液电导率的测量 |
| 2.4.4 电解液粘度的测量 |
| 2.4.5 电解液电化学窗口的测量 |
| 2.5 电极制备、表征及电容器组装 |
| 2.5.1 活性炭电极的制备 |
| 2.5.2 电极片表征 |
| 2.5.3 对称型超级电容器测试装置的组装 |
| 2.6 电化学性能测试 |
| 2.6.1 恒流充放电测试 |
| 2.6.2 循环伏安测试 |
| 2.6.3 交流阻抗测试 |
| 2.6.4 自放电和漏电流 |
| 第三章 SBP-FSI的制备及其低温高压特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双氟磺酰亚胺螺环季铵盐(SBP-FSI)的合成与表征 |
| 3.2.1 SBP-FSI的合成与提纯 |
| 3.2.2 SBP-FSI的元素分析表征 |
| 3.2.3 SBP-FSI的核磁分析表征 |
| 3.3 电解液的配制及其物化性能、电化学稳定性测试 |
| 3.3.1 电解液的配制 |
| 3.3.2 SBP-FSI/PC电解液的电导率和粘度 |
| 3.3.3 SBP-FSI/PC电解液的电化学稳定性 |
| 3.4 SBP-FSI/PC电解液的铝腐蚀研究 |
| 3.4.1 室温下SBP-FSI/PC电解液的铝腐蚀研究 |
| 3.4.2 低温抑制SBP-FSI/PC电解液的铝腐蚀研究 |
| 3.5 SBP-FSI/PC电解液的超低温电化学性能研究 |
| 3.6 SBP-FSI/PC电解液在超低温下耐高压特性研究 |
| 3.7 本章结论 |
| 第四章 高浓度SBP-FSI/AN电解液的电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电解液的配制及其物化性能、电化学稳定性测试 |
| 4.2.1 电解液的配制 |
| 4.2.2 离子传输性质 |
| 4.2.3 电解液热稳定性和燃烧性质 |
| 4.2.4 电解液电化学稳定性 |
| 4.3 SBP-FSI/AN电解液的铝腐蚀研究 |
| 4.4 SBP-FSI/AN在常规电压下的电化学性能研究 |
| 4.4.1 四种浓度SBP-FSI/AN电解液的电化学性能研究 |
| 4.4.2 4 mol/L SBP-FSI/AN与商业化电解液电化学性能对比 |
| 4.5 4 mol/L SBP-FSI/AN电解液耐高压特性研究 |
| 4.5.1 4 mol/L SBP-FSI/AN最高工作电压确定 |
| 4.5.2 4 mol/L SBP-FSI/AN在3.4V下的电化学性能研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 SBP-DFOB的制备及其耐电压特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二氟草酸硼酸双螺环季铵盐(SBP-DFOB)合成方法探究 |
| 5.2.1 合成与提纯方法1 |
| 5.2.2 合成与提纯方法2 |
| 5.2.3 合成与提纯方法3 |
| 5.3 SBP-DFOB电解质盐的结构表征 |
| 5.3.1 核磁共振检测 |
| 5.3.2 元素分析表征 |
| 5.4 SBP-DFOB物理化学性质表征 |
| 5.4.1 热重分析(Tg) |
| 5.4.2 差示扫描量热法分析(DSC) |
| 5.5 电解液的配制及其传输性质 |
| 5.5.1 电解液的配制 |
| 5.5.2 电解液的传输性质 |
| 5.6 电解液的电化学稳定性 |
| 5.6.1 电解液电化学稳定性的理论预测 |
| 5.6.2 电解液的电化学窗口测试 |
| 5.7 SBP-DFOB/PC电解液的高耐电压特性研究 |
| 5.7.1 不同电压下循环伏安测试 |
| 5.7.2 不同电压下充放电测试 |
| 5.7.3 不同电压下倍率性能和长循环性能 |
| 5.7.4 阻抗和Ragone分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 Py_(1x)DFOB离子液体的制备及其电容特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 甲基吡咯二氟草酸硼酸盐(Py_(1x)DFOB)合成与提纯 |
| 6.2.1 Py_(13)DFOB的合成与提纯 |
| 6.2.2 Py14DFOB的合成与提纯 |
| 6.2.3 Py15DFOB的合成与提纯 |
| 6.3 电解质盐的结构表征和热性质 |
| 6.3.1 核磁共振表征 |
| 6.3.2 元素分析表征 |
| 6.3.3 离子液体的熔点 |
| 6.4 Py_(13)DFOB/PC作为超级电容器电解液性能研究 |
| 6.4.1 Py_(13)DFOB/PC电解液的电导率与粘度分析 |
| 6.4.2 不同浓度Py_(13)DFOB/PC电解液电化学性能对比 |
| 6.4.3 1mol/L Py_(13)DFOB/PC与商业化电解液电化学性能对比 |
| 6.4.4 1mol/L Py_(13)DFOB/PC耐高压特性研究 |
| 6.5 正负极电位变化影响因素探究 |
| 6.5.1 离子尺寸对正负极电位变化的影响 |
| 6.5.2 电解液浓度对正负极电位变化的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 科研成果 |
| 致谢 |
（8）超级电容器用新型纳米碳三维复合电极材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器简介 |
| 1.2.1 超级电容器的发展 |
| 1.2.2 超级电容器国内研究现状 |
| 1.2.3 超级电容器的分类 |
| 1.2.4 超级电容器储能机理 |
| 1.2.5 超级电容器电极材料 |
| 1.3 超级电容器碳基电极材料的研究 |
| 1.3.1 孔分布和孔径大小 |
| 1.3.2 比表面积 |
| 1.3.3 导电率 |
| 1.4 活性炭电极材料 |
| 1.5 超级电容器用纳米碳电极材料 |
| 1.6 超级电容器用纳米碳/活性炭新型复合电极材料 |
| 1.7 选题意义及本课题研究的主要内容 |
| 1.7.1 选题意义 |
| 1.7.2 本课题研究的主要内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料、化学试剂及实验仪器 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验仪器与设备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 氧化石墨的制备 |
| 2.2.2 电极制备 |
| 2.2.3 扣式超级电容器的组装 |
| 2.2.4 电容器电化学性能测试 |
| 2.2.5 电极材料理化性质表征 |
| 第三章 基于单元纳米碳/活性炭复合电极的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 常规活性炭电极的制备及电化学性能研究 |
| 3.2.1 电极制备及电容器组装 |
| 3.2.2 常规活性炭电极电化学性能研究 |
| 3.3 AC/SP/CNT三元复合电极的制备及电化学性能研究 |
| 3.3.1 AC/SP/CNT三元复合电极的制备及电容器组装 |
| 3.3.2 AC/SP/CNT三元复合电极电化学性能研究 |
| 3.4 AC/SP/Graphene三元复合电极的制备及电化学性能研究 |
| 3.4.1 AC/SP/Graphene三元复合电极的制备及电容器组装 |
| 3.4.2 AC/SP/Graphene三元复合电极电化学性能研究 |
| 3.5 AC/SP/CNT及AC/SP/Graphene三元复合电极材料的理化性质研究 |
| 3.5.1 SEM表征分析 |
| 3.5.2 BET测试分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于多元纳米碳/活性炭复合电极的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 AC/SP/CNT/Graphene四元复合电极的制备及其电化学性能研究 |
| 4.2.1 AC/SP/CNT/Graphene四元复合电极的制备及电容器组装 |
| 4.2.2 AC/SP/CNT/Graphene四元复合电极电化学性能研究 |
| 4.3 AC/SP/CNT/Grahene四元复合电极材料的理化性质研究 |
| 4.3.1 SEM表征分析 |
| 4.3.2 BET测试分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 对多元纳米碳/活性炭复合电极制备工艺的探索 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 AC/SP/CNT/Graphene新工艺四元复合电极材料的制备及其电化学性能研究 |
| 5.2.1 AC/SP/CNT/Graphene新工艺四元复合材料的制备及电容器组装 |
| 5.2.2 新工艺AC/SP/CNT/Graphene四元复合电极电化学性能研究 |
| 5.3 两种四元复合电极材料的理化性质研究 |
| 5.3.1 SEM表征分析 |
| 5.3.2 BET测试分析 |
| 5.4 改进工艺后的四元复合电极循环稳定性研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间完成的科研成果 |
| 致谢 |
（9）醌/碳复合材料的制备及其电容性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器概述及应用 |
| 1.2.1 超级电容器概述 |
| 1.2.2 超级电容器的应用 |
| 1.3 超级电容器的分类与储能机理 |
| 1.3.1 双电层电容器 |
| 1.3.2 法拉第电容器 |
| 1.3.3 混合型电容器 |
| 1.4 电极材料 |
| 1.4.1 碳电极材料 |
| 1.4.2 金属氧化物 |
| 1.4.3 导电聚合物 |
| 1.4.4 碳基复合电极材料 |
| 1.5 应用于超级电容器的醌类化合物 |
| 1.6 本文研究思路及主要研究内容 |
| 1.6.1 研究思路 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验仪器与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主要实验仪器 |
| 2.3 材料的表征 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 透射电子显微镜 |
| 2.3.3 孔结构分析 |
| 2.3.4 X射线衍射 |
| 2.3.5 拉曼光谱 |
| 2.3.6 红外光谱 |
| 2.3.7 X射线光电子能谱 |
| 2.3.8 元素分析 |
| 2.4 电化学测试方法 |
| 2.4.1 电极片的制备 |
| 2.4.2 非对称电容器组装 |
| 2.4.3 电化学测试方法 |
| 2.5 电化学计算公式 |
| 2.5.1 比电容的计算 |
| 2.5.2 能量密度的计算 |
| 2.5.3 功率密度的计算 |
| 第三章 浒苔基活性炭的制备及其氢醌改性电容性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 .实验部分 |
| 3.2.1 实验所需原料及药品 |
| 3.2.2 浒苔基活性炭的制备 |
| 3.2.3 浒苔基活性炭的氢醌改性 |
| 3.2.4 材料表征 |
| 3.2.5 电极制备及电化学测试 |
| 3.3 浒苔基活性炭的表征及电化学性能 |
| 3.3.1 元素分析 |
| 3.3.2 比表面积和孔结构 |
| 3.3.3 拉曼光谱 |
| 3.3.4 微观形貌 |
| 3.3.5 浒苔基活性炭的电容性能 |
| 3.4 氢醌改性浒苔基活性炭的电容性能 |
| 3.4.1 循环伏安特性 |
| 3.4.2 恒流充放电特性 |
| 3.4.3 比电容和倍率性能 |
| 3.4.4 交流阻抗特性 |
| 3.4.5 循环性能 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 介孔碳微球的氢醌改性及其电容性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验所需药品 |
| 4.2.2 介孔碳微球的制备 |
| 4.2.3 介孔碳微球的氢醌改性 |
| 4.2.4 材料的结构表征 |
| 4.2.5 电极制备及电化学测试 |
| 4.3 介孔碳微球的表征 |
| 4.3.1 介孔碳微球的微观形貌 |
| 4.3.2 介孔碳微球的孔结构 |
| 4.4 氢醌改性介孔碳微球的电容性能 |
| 4.4.1 循环伏安特性 |
| 4.4.2 恒流充放电特性 |
| 4.4.3 比电容和倍率性能 |
| 4.4.4 交流阻抗特性 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 介孔碳/石墨烯复合材料的制备及其醌类改性电容性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验所需药品 |
| 5.2.2 介孔碳/石墨烯复合材料的制备 |
| 5.2.3 介孔碳/石墨烯复合材料的醌类改性 |
| 5.2.4 材料的表征 |
| 5.2.5 电极制备及电化学测试 |
| 5.3 MCG和 Q/MCG的表征与电容性能 |
| 5.3.1 介孔碳/石墨烯复合物的微观形貌 |
| 5.3.2 MCG和 Q/MCG的孔结构 |
| 5.3.3 负载不同醌类对复合材料电容性能的影响 |
| 5.3.4 不同TBHQ载量对复合材料电容性能的影响 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 有序介孔碳的制备及其蒽醌改性电容性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验所需药品 |
| 6.2.2 蒽醌/介孔碳复合材料的制备 |
| 6.2.3 材料表征 |
| 6.2.4 电极制备及电化学测试 |
| 6.3 OMC和 AQ/OMC的表征与电容性能 |
| 6.3.1 OMC的形貌和表面性质 |
| 6.3.2 AQ成功负载于OMC上的证据 |
| 6.3.3 载醌温度对AQ/OMC电容性能的影响 |
| 6.3.4 蒽醌载量对AQ/OMC电容性能的影响 |
| 6.3.5 非对称电容器ASC的能量特性和功率特性 |
| 6.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）电活性碳改性材料的电化学储能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器简介 |
| 1.2.1 超级电容器的结构 |
| 1.2.2 超级电容器的特性 |
| 1.2.3 超级电容器的机理和分类 |
| 1.3 导电聚合物 |
| 1.3.1 导电聚合物电极材料的概述 |
| 1.3.2 聚苯胺 |
| 1.4 碳基超级电容器的研究进展 |
| 1.4.1 常见碳电极材料 |
| 1.4.2 新型碳电极材料-碳量子点 |
| 1.4.3 碳基电极材料的影响因素 |
| 1.4.4 碳纳米管、石墨烯、介孔碳及其复合物的改性研究 |
| 1.5 选题意义、研究思路以及研究内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 研究目标与思路 |
| 1.5.3 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 碳量子点-聚苯胺复合物的制备及其电化学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验试剂、材料与仪器 |
| 2.3 碳量子点-聚苯胺复合材料的制备及形貌结构表征 |
| 2.3.1 碳量子点-聚苯胺复合材料的制备 |
| 2.3.2 碳量子点-聚苯胺复合材料的形貌结构表征 |
| 2.4 碳量子点-聚苯胺复合物的电化学性质 |
| 2.4.1 聚苯胺和碳量子点-聚苯胺的循环伏安和恒电流充放电测试比较 |
| 2.4.2 聚苯胺和碳量子点-聚苯胺的电化学阻抗分析 |
| 2.4.3 聚苯胺和碳量子点-聚苯胺的循环性能测试 |
| 2.4.4 碳量子点-聚苯胺的倍率性能测试 |
| 2.4.5 碳量子点-聚苯胺复合材料的功率密度和能量密度测试 |
| 2.5 碳量子点-聚苯胺超级电容器的组装及性能表征 |
| 2.5.1 碳量子点-聚苯胺超级电容器的组装 |
| 2.5.2 碳量子点-聚苯胺超级电容器电化学性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 聚苯胺衍生氮掺杂碳纳米线材料的电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验试剂、材料与仪器 |
| 3.3 氮掺杂碳材料的制备及形貌结构表征 |
| 3.3.1 氮掺杂碳材料的制备 |
| 3.3.2 氮掺杂碳材料的形貌结构表征 |
| 3.4 聚苯胺和氮掺杂碳电极材料的电化学性能研究 |
| 3.4.1 聚苯胺和氮掺杂碳电极材料的循环伏安和恒电流充放电测试比较 |
| 3.4.2 聚苯胺和氮掺杂碳电极材料的倍率性能测试 |
| 3.4.3 聚苯胺和氮掺杂碳电极材料的循环性能测试 |
| 3.4.4 氮掺杂碳电极材料的倍率性能测试 |
| 3.4.5 氮掺杂碳电极材料的循环寿命测试 |
| 3.5 氮掺杂碳/碳纸对称型超级电容器的组装及性能表征 |
| 3.5.1 氮掺杂碳/碳纸超级电容器的组装 |
| 3.5.2 氮掺杂碳/碳纸超级电容器的的电化学性能测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 多孔硼氮共掺杂碳材料的制备及其电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验试剂、材料与仪器 |
| 4.3 多孔硼氮共掺杂碳材料的制备和形貌结构表征 |
| 4.3.1 多孔硼氮共掺杂碳的制备 |
| 4.3.2 多孔硼氮共掺杂碳材料形貌结构的表征 |
| 4.4 多孔硼氮共掺杂碳/碳纸电极材料的电化学性能表征 |
| 4.4.1 多孔硼氮共掺杂碳/碳纸电极材料的循环伏安和恒电流充放电测试.. |
| 4.4.2 多孔硼氮共掺杂碳电极材料的倍率性能表征 |
| 4.4.3 多孔硼氮共掺杂碳电极材料的交流阻抗表征 |
| 4.4.4 多孔硼氮共掺杂碳电极材料的循环寿命表征 |
| 4.5 多孔硼氮共掺杂碳/碳纸对称超级电容器的组装及性能表征 |
| 4.5.1 多孔硼氮共掺杂碳/碳纸超级电容器的组装 |
| 4.5.2 多孔硼氮共掺杂碳/碳纸超级电容器的电化学性能测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
四、碳基双电层电容器功率特性的研究（论文参考文献）
- [1]碳基混合电容器的可控构建及性能研究[D]. 韩大量. 天津大学, 2020(01)
- [2]超级电容器镍基与碳基电极材料可控制备及储能性能研究[D]. 杨柳. 东北电力大学, 2020(01)
- [3]超级电容器脉冲特性建模与分析[D]. 巨阿琛. 中国矿业大学, 2020(01)
- [4]锰、镍钴基电极材料的制备及其超级电容性能研究[D]. 鲁巍. 东北师范大学, 2020(01)
- [5]锌/碳基纳米结构材料的合成及电化学性能研究[D]. 闫欣雨. 电子科技大学, 2020(07)
- [6]钼基纳米材料用作锂离子电容器的电化学储能研究[D]. 张虎军. 兰州理工大学, 2020
- [7]超级电容器用高电压电解质的合成及电化学性能研究[D]. 章伟立. 天津工业大学, 2020(01)
- [8]超级电容器用新型纳米碳三维复合电极材料的研究[D]. 仇武忻. 云南大学, 2019(03)
- [9]醌/碳复合材料的制备及其电容性能研究[D]. 高秀丽. 中国石油大学(华东), 2018(01)
- [10]电活性碳改性材料的电化学储能研究[D]. 赵志超. 东南大学, 2018(02)