ZnO/多孔碳復(fù)合材料的合成、表征及其電化學(xué)性能研究

1.35萬字 28頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘 要
超級電容器是介于靜電電容器和二次電池之間的一種新型的儲能器件，其具有功率密度高、充放電時間短和使用壽命長等優(yōu)點，在電動汽車、不間斷電源、可再生能源利用等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，是當(dāng)前研究的熱點。具有典型贗電容行為的過渡金屬氧化物具有理論比電容高、電化學(xué)可逆性好和環(huán)境友好等特點，有望成為下一代超級電容器電極材料。但是由于其導(dǎo)電性差，過渡金屬氧化物的大電流下電化學(xué)利用率低、倍率性能較差。
基于以上分析，本文通過與高電導(dǎo)率的多孔碳材料復(fù)合的方法，從而改善ZnO的電化學(xué)性能。本論文以Zn(NO3)2R26;5H2O和葡萄糖酸鈉為原料成功地制備了ZnO/多孔碳復(fù)合材料。利用XRD、Raman、SEM、TEM等多種表征手段對ZnO/多孔碳復(fù)合材料進行了表征，證實了ZnO/多孔碳復(fù)合材料主要為沒有特殊形狀的顆粒，顆粒中存在有大量的幾百個納米的大孔，而在孔壁上有大量的介孔，納米ZnO顆粒分散于多孔碳中，該結(jié)構(gòu)有利于電解液的滲透，從而提高材料的電化學(xué)性能。將ZnO/多孔碳復(fù)合材料制備成電極，對其進行循環(huán)伏安的表征，表明ZnO/多孔碳復(fù)合材料在以0.1 M Na2SO4為電解液的測試系統(tǒng)中更多地表現(xiàn)為雙電層儲電電容的特性。對ZnO/多孔碳復(fù)合材料制備成的電極進行循環(huán)充放電性能的測試，充放電500次之后，可以發(fā)現(xiàn)由ZnO/多孔碳復(fù)合材料為活性物質(zhì)所制備成的電極的比電容衰減為9 %，這說明由ZnO/多孔碳復(fù)合材料在0.1 M Na2SO4電解液中進行充放電，具有良好的穩(wěn)定性和循環(huán)性能。

關(guān)鍵詞：超級電容器、氧化鋅、多孔碳、電化學(xué)性能