韩兴荣:钴酸锌电极材料的合成及其电化学性能研究论文

韩兴荣:钴酸锌电极材料的合成及其电化学性能研究论文

本文主要研究内容

作者韩兴荣(2019)在《钴酸锌电极材料的合成及其电化学性能研究》一文中研究指出:超级电容器拥有高功率密度、快速充-放电能力、长循环寿命和环境友好等特性,在混合动力电动汽车和备用电源等方面得到普遍应用。因此,开发出具有优异电化学性能的电极材料是当今的研究热点。其中ZnCo2O4因其较高理论比电容(2604 F g-1)而成为大家争相研究的对象。但它存在电导率较低的劣势,这会阻碍其在实际中的进一步应用。因此可通过将材料微纳米化以及与其他材料复合等来改善其电化学性能:(1)通过简单的溶剂热法在水-乙二醇溶剂体系中成功地合成多孔ZnCo2O4纳米片及微球,其比表面积分别为54.4和7.7 m2g-1。研究了反应温度和反应时间对样品形貌及尺寸的影响。对于ZnCo2O4纳米片电极材料,在1 A g-1下,具有1016 F g-1的比电容;当电流密度增加至15 A g-1时,比电容保持81.4%;在5 A g-1下经过2900次循环后,比电容仍保持初始值的73.2%。对于ZnCo2O4微球电极材料,在1 A g-1下,具有588 F g-1的比电容,以及较好的倍率性能(84%,15 A g-1);在8 A g-1下经过5000次循环后,其比电容保留初始值的68.4%。(2)选用溶剂热法和随后的煅烧处理成功合成了海胆状ZnCo2O4,并研究体系中不同H2O/乙醇占比对样品形貌和尺寸的影响。为了说明电极材料的形貌和尺寸能够影响其电化学性能,对比两种在不同H2O/乙醇溶剂比(1:3和3:1)下得到的海胆状(S1)和分层准立方体ZnCo2O4(S2)电极材料的电化学性能。在1 A g-1下,S1和S2电极材料的比电容分别为677和612 F g-1;当电流密度增加到15 A g-1时,S1和S2电极材料的倍率性分别为77.5%和76.5%;在5 A g-1下进行5000次连续充电-放电后,S1电极材料的循环稳定性(107.3%)优于S2电极材料(88.1%)。电化学测试表明,电极材料的多级结构会改善电解质渗透和离子扩散,进一步提高其电化学性能。(3)在低温下通过简单的水热法快速合成出比表面积为32.3 m2g-1的雪花状ZnCo2O4/ZnO复合材料,并探索尿素用量、反应温度和煅烧温度等实验参数对样品形貌、尺寸和孔特性的影响。该ZnCo2O4/ZnO复合电极材料拥有较高的比电容(827 F g-1,1 A g-1)、优异的倍率性(在15 A g-1下保持69.6%)以及稳定循环性(5 A g-1下循环5000次保持68.7%)。ZnCo2O4基复合材料展现出出色的电化学性能及循环稳定性。

Abstract

chao ji dian rong qi yong you gao gong lv mi du 、kuai su chong -fang dian neng li 、chang xun huan shou ming he huan jing you hao deng te xing ,zai hun ge dong li dian dong qi che he bei yong dian yuan deng fang mian de dao pu bian ying yong 。yin ci ,kai fa chu ju you you yi dian hua xue xing neng de dian ji cai liao shi dang jin de yan jiu re dian 。ji zhong ZnCo2O4yin ji jiao gao li lun bi dian rong (2604 F g-1)er cheng wei da jia zheng xiang yan jiu de dui xiang 。dan ta cun zai dian dao lv jiao di de lie shi ,zhe hui zu ai ji zai shi ji zhong de jin yi bu ying yong 。yin ci ke tong guo jiang cai liao wei na mi hua yi ji yu ji ta cai liao fu ge deng lai gai shan ji dian hua xue xing neng :(1)tong guo jian chan de rong ji re fa zai shui -yi er chun rong ji ti ji zhong cheng gong de ge cheng duo kong ZnCo2O4na mi pian ji wei qiu ,ji bi biao mian ji fen bie wei 54.4he 7.7 m2g-1。yan jiu le fan ying wen du he fan ying shi jian dui yang pin xing mao ji che cun de ying xiang 。dui yu ZnCo2O4na mi pian dian ji cai liao ,zai 1 A g-1xia ,ju you 1016 F g-1de bi dian rong ;dang dian liu mi du zeng jia zhi 15 A g-1shi ,bi dian rong bao chi 81.4%;zai 5 A g-1xia jing guo 2900ci xun huan hou ,bi dian rong reng bao chi chu shi zhi de 73.2%。dui yu ZnCo2O4wei qiu dian ji cai liao ,zai 1 A g-1xia ,ju you 588 F g-1de bi dian rong ,yi ji jiao hao de bei lv xing neng (84%,15 A g-1);zai 8 A g-1xia jing guo 5000ci xun huan hou ,ji bi dian rong bao liu chu shi zhi de 68.4%。(2)shua yong rong ji re fa he sui hou de duan shao chu li cheng gong ge cheng le hai dan zhuang ZnCo2O4,bing yan jiu ti ji zhong bu tong H2O/yi chun zhan bi dui yang pin xing mao he che cun de ying xiang 。wei le shui ming dian ji cai liao de xing mao he che cun neng gou ying xiang ji dian hua xue xing neng ,dui bi liang chong zai bu tong H2O/yi chun rong ji bi (1:3he 3:1)xia de dao de hai dan zhuang (S1)he fen ceng zhun li fang ti ZnCo2O4(S2)dian ji cai liao de dian hua xue xing neng 。zai 1 A g-1xia ,S1he S2dian ji cai liao de bi dian rong fen bie wei 677he 612 F g-1;dang dian liu mi du zeng jia dao 15 A g-1shi ,S1he S2dian ji cai liao de bei lv xing fen bie wei 77.5%he 76.5%;zai 5 A g-1xia jin hang 5000ci lian xu chong dian -fang dian hou ,S1dian ji cai liao de xun huan wen ding xing (107.3%)you yu S2dian ji cai liao (88.1%)。dian hua xue ce shi biao ming ,dian ji cai liao de duo ji jie gou hui gai shan dian jie zhi shen tou he li zi kuo san ,jin yi bu di gao ji dian hua xue xing neng 。(3)zai di wen xia tong guo jian chan de shui re fa kuai su ge cheng chu bi biao mian ji wei 32.3 m2g-1de xue hua zhuang ZnCo2O4/ZnOfu ge cai liao ,bing tan suo niao su yong liang 、fan ying wen du he duan shao wen du deng shi yan can shu dui yang pin xing mao 、che cun he kong te xing de ying xiang 。gai ZnCo2O4/ZnOfu ge dian ji cai liao yong you jiao gao de bi dian rong (827 F g-1,1 A g-1)、you yi de bei lv xing (zai 15 A g-1xia bao chi 69.6%)yi ji wen ding xun huan xing (5 A g-1xia xun huan 5000ci bao chi 68.7%)。ZnCo2O4ji fu ge cai liao zhan xian chu chu se de dian hua xue xing neng ji xun huan wen ding xing 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中北大学的韩兴荣,发表于刊物中北大学2019-07-04论文,是一篇关于超级电容器论文,多孔材料论文,中北大学2019-07-04论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中北大学2019-07-04论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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