【摘 要】
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能源问题一直是人们重点关注的问题。超级电容器作为一种新型的储能器件,因为其具有快速充放电,高功率密度,长循环寿命和绿色环保的特点而受到科研人员越来越多的关注。赝电容超级电容器的电极材料主要为氧化物材料,在同等情况下其储能能力远优于双电层电容。所以在这些背景下,本论文以锰、钨氧化物材料为基础,探索制备新型复合电极材料,研究电极和器件的电化学性能,旨在研制出性能优异的的赝电容型超级电容器。在本论文中,
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能源问题一直是人们重点关注的问题。超级电容器作为一种新型的储能器件,因为其具有快速充放电,高功率密度,长循环寿命和绿色环保的特点而受到科研人员越来越多的关注。赝电容超级电容器的电极材料主要为氧化物材料,在同等情况下其储能能力远优于双电层电容。所以在这些背景下,本论文以锰、钨氧化物材料为基础,探索制备新型复合电极材料,研究电极和器件的电化学性能,旨在研制出性能优异的的赝电容型超级电容器。在本论文中,首先针对不同集流体对于超级电容器性能的影响进行了研究。通过简便易行的方法制备完成了石墨/二氧化锰(graphite/MnO2)复合材料,通过印刷电子工艺制备出C-graphite/MnO2电极和ITO-graphite/MnO2电极。经过对电极进行电化学性能测试得知C-graphite/MnO2电极的内阻更低且比电容值可以达到313 mF cm-2。其次,为了研究不同电极材料对超级电容器性能的影响,实验制备了硫化钨/氧化钨(TS/TO)和还原氧化石墨烯/硫化钨/氧化钨(G/TS/TO)材料。对两种电极材料进行BET测试,发现G/TS/TO的比表面积比TS/TO增大了16.4倍。再对两种工作电极进行电化学性能测试,结果表明G/TS/TO电极在同等条件下具有更高的比电容值和更优异的倍率性能。最后,针对常用的赝电容材料制备工艺的优化问题和其与先进材料复合问题进行了深入研究。通过工艺优化,将商品MnO2(c-MnO2)制备成分散型MnO2(s-MnO2)和分散型氧化锰/硫化钼(s-MnO2/MoS2)电极材料。对三种不同电极材料进行电化学测试,测试结果表明三者的比电容值依次增大,倍率性能也依次提高。这表明工艺的优化和异质结的产生有助于超级电容器性能的提高。本论文分不同方向对基于锰、钨氧化物材料所制备的超级电容器进行了性能研究并取得了一定的研究成果。这些研究成果为超级电容器领域的进一步发展提供了参考和指导。
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