基于金属有机框架超级电容器电极材料的制备及其电化学性能研究

来源 :华北电力大学(保定)   | 被引量 : 0次 | 上传用户:dalianwaiguoyu
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随着我国电网在储能技术方面不断发展,超级电容器作为一种新型的储能系统,它作为微电网重要的能量缓冲装置在新能源发电并网技术中发挥着重要的作用。金属有机框架(MOF)材料具有比表面积高、孔径调节灵活等有点而被广泛应用。本文以HKUST-1为骨架,通过研究其衍生物以及复合物作为电极材料,以制备出具有优良电化学性能的超级电容器电极材料。
  首先,本文通过水热法制备出HKUST-1模板。随后通过煅烧-水热法,制备碳包覆的Cu7S4@C。电化学分析说明,1mol/LNaSO4电解液中,Cu7S4@C电极在0.5A/g的电流密度下具有321.9F/g的比电容(容量为80.5mAh/g),并且在3000次循环后达到了近78.2%的电容保持率。
  第二部分本文运用溶胶法制备双金属氧化物Sr0.25Bi0.75O1.36(SBO),并设置对比试验,探索出Sr元素和Bi元素最佳比例。并运用水浴法合成SBO/HKUST-1复合电极材料,通复合双金属氧化物来提高HKUST-1的导电性能。结果表明,6mol/LKOH电解液中SBO/HKUST-1在1A/g电流密度下比电容高达515.8F/g,且高于SBO和HKUST-1。交流阻抗测试结果证明其具有优良的频率特性。
  最后,本文成功提出了一种硫化-煅烧法制备出电极材料Cu9S8@C,并成功的将其合成到碳纤维布上,进一步采用电化学沉积法沉积聚吡咯合成PPy/Cu9S8@C-CC复合电极。电化学结果显示,在三电极测试系统1mol/LKCL电解液中PPy/Cu9S8@C-CC在扫描速度为10mv/s时比电容高达270.72F/g。当扫描速率为10mv/S,3000次循环后电容保持率可达80.36%,说明其具有较好的循环特性。这些结果显示PPy/Cu9S8@C是一种有应用价值的电极材料,推动超级电容器在微网中的应用发展。
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