CrOx基正極材料的制備及其在水系超級電容器中的應用研究.pdf

1、分類號：密級：學校代碼：10414學號：2014010748碩士研究生學位論文碩士研究生學位論文CrOCrOx基正極材料的制備及其在水系超級基正極材料的制備及其在水系超級電容器中的應用研究電容器中的應用研究PreparationPreparationApplicationApplicationofofCrOCrOXbasedbasedCathodeCathodeMaterialsMaterialsffaqueousaqueousSupe

2、rcapacitsSupercapacits朱莉朱莉院所：化學化工學院導師姓名：溫祖標學科專業(yè)：物理化學專業(yè)領域：電化學二○一七年六月I摘要近些年來，隨著經(jīng)濟快速增長對化石能源消耗在不斷增加，這不僅給人類帶來能源短缺的問題，同時也帶來嚴峻的環(huán)境問題。因此，開發(fā)清潔可再生的低碳能源，例如太陽能、風能、水能、地熱能等，成了全世界研發(fā)的熱點。但是人們發(fā)現(xiàn)，這些新能源對時間、地點等自然條件太過依賴，很難廣泛地應用于日常生活中，所以開發(fā)一種能量儲

3、存和轉換系統(tǒng)是很有必要的。超級電容器是目前應用最廣泛的能量儲存設備之一。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展了以下三個方面的研究工作：（1）通過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溶液中測試了其電化學性能。研究結果發(fā)現(xiàn)，HCr2O3電極具有較高的電化學能，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，SCr2O3電極的比電容只有90Fg1，而HCr2O3電極的比電容則可以達到190Fg1。以活性炭為負極，Cr2O3納米粒子為正極組成混合超級電容器。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)為對電極，以飽和甘汞電極（SCE）為參比電極測試其電化學性能。研究結果表明，在電流密度為1Ag1時，NiCrOx8電極的電容量為180Fg1，而NiCr2O4電極的比電容可以達到380Fg1，這可能主要歸因于NiCr2O4電極材料雙原子效應，多元素的氧化反應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%以上幾乎沒有損失。（3）通過水熱煅燒和固相兩種方法制備的NiCrO3電極材料。在2MKOH溶液中測試，以鎳網(wǎng)為對電極，飽和甘汞電極（SCE）為參比電極測試了兩種材料的電化學性能。研究結果表明，在00.45vs.SCEV之間，HNiCrO3電極展現(xiàn)出較好的電化學性能。在電流密度為2Ag1時HNiCrO3電極的比電容為600Fg1，SNiCrO3電極的比電容僅有391Fg1，甚至當電流密度增加到10Ag1時，HNiCr