基于商业碳布的二硫化钼电极制备及其电化学性能研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shen648491077
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
超级电容器因具有充放电速度快、功率密度大、循环性能稳定等特点,在国防、交通、航天等诸多领域得到广泛应用。近年来,便携可穿戴式电子器件发展迅猛,超级电容器也需要具备柔性以市场需求,其关键在于制备高性能的柔性电极材料。本论文选用兼具高导电性和柔性的商业碳布(CC),在其上生长了二硫化钼(MoS2)活性物质,得到了 CC-MoS2复合电极材料,并对其进行了系统的形貌结构与电化学性能表征。为进一步提高其电化学性能,在CC-MoS2上电化学沉积了导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT),测试了电极的电化学性能,并与CC-MoS2复合电极电极进行了性能对比。在第三章中,用浓酸和PDDA处理CC,以增强基底的亲水性,并使碳纤维表面带正电。将处理后的CC与(NH)6Mo7024·6H2O在DMF中进行溶剂热反应,生成CC-MoOx前驱体,最后用高温硫化的方法处理CC-MoOx前驱体,得到CC-MoS2复合电极材料。当MoS2负载量为4.8 mg cm-2时,MoS2纳米带与碳纤维形成了多孔洞的分级结构,有利于电解液的渗入,缩短了离子传输路径。在1.0 M的LiClO4水溶液对其进行电化学测试,在电流密度为5 mA cm-2时,CC-MoS2-2电极的面积电容为2730 mF cm-2,相应的MoS2活性物质的质量电容为568 Fg-1。当电流密度增加到15mAcm-2时,比容量保持率为59%。在30 mA cm-2下充放电循环10000次后,电极电容保持率为75%,库伦效率为99%。CC-MoS2复合电极材料还可以用作锂离子电容器的负极材料,且不需要以铜箔作集流体,可直接进行电容器组装。在0.1-3.0V的电压窗口下,0.1 C时,CC-MoS2电极材料放电比容量可达2703 mAhg-1,循环50圈后,比容量为2288 mAh g-1,保持率可达85%,表明电极材料具有较好的循环稳定性和电化学可逆性。在第四章中,通过恒压电沉积法,在CC-MoS2电极材料表面包覆了PEDOT导电聚合物。通过SEM、Raman等手段对材料进行了形貌与结构表征。当沉积时间为5 min时,PEDOT在CC-MoS2表面形成网状薄膜,厚度约在5-15 nm,此时电极材料电导率提升至285 Sm-1。除此之外,PEDOT还使材料的拉伸应变提升到12%。在1.0 M的LiClO4水溶液中测试了CC-MoS2-PEDOT的电化学性能,在电流密度为5 mA cm-1时,电极材料面积电容可达3628 mF cm-2,当电流密度升高到15 mA cm-2时,电容保持率可达80%,明显优于CC-MoS2电极材料。此外,在30 mA cm-2下恒流充放电10000次后,CC-MoS2-PEDOT电极电容保持率为83%,库伦效率接近100%。结果表明,沉积PEDOT能有效提升电极材料的机械性能与电化学性能。
其他文献
学位
学位
在我国社会生产力不断提升的背景下,煤炭资源消耗总量在不断增加,煤矿企业必须不断提高生产效率,才能够满足市场需求。在煤矿企业开采作业过程中,机械设备的作用在不断提升,但是,因为机械设备所处作业环境较为恶劣,且作业强度较高,会出现一定的故障问题,需要对机械故障进行准确分析,从而对其进行优化和处理,保证机械设备故障能够得到良好解决。因此,本文将对煤矿机械设备故障分析与诊断技术及发展趋势进行深入的研究与分
学位
学位
学位
学位
学位
偏微分方程理论在生活的诸多领域中都有涉及,尤其是在数学、化学、物理学等方面应用显著.分数阶Laplace方程作为偏微分方程的重要分支,在数学、力学、生物医学工程、金融等方面发挥着重要作用.本文主要探究如下分数阶Laplace方程(?),0<σ<2,x ∈ B2,其中B2表示的是以原点为球心,以2为半径的开球.文章旨在证明当1≤ σ<2时,分数阶Laplace方程的解在B2上的W1,p内估计.应用W
随着低维材料的发展,碳纳米管、石墨烯、拓扑绝缘体、过渡金属硫族化物以及黑鱗等这些表现出高非线性、超快的响应时间以及超宽工作范围优异光学性质的低维材料可以用于制作可饱和吸收器件。基于可饱和吸收体的被动调Q/锁模技术是产生超短光脉冲的主要方式。一直以来,寻找制备工艺简单、成本低、光学性能稳定的可饱和吸收体,用以满足各种超快脉冲激光器的应用需求,引起研究人员广泛关注。本文采用碳纳米管(CNT)、二硫化钨