ZnO多孔碳復合材料的合成、表征及其電化學性能研究
  

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ZnO/多孔碳復合材料的合成、表征及其電化學性能研究

1.35萬字 28頁 原創作品,已通過查重系統

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點,在電動汽車、不間斷電源、可再生能源利用等領域的應用前景廣闊,是當前研究的熱點。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、電化學可逆性好和環境友好等特點,有望成為下一代超級電容器電極材料。但是由于其導電性差,過渡金屬氧化物的大電流下電化學利用率低、倍率性能較差。
基于以上分析,本文通過與高電導率的多孔碳材料復合的方法,從而改善ZnO的電化學性能。本論文以Zn(NO3)2R26;5H2O和葡萄糖酸鈉為原料成功地制備了ZnO/多孔碳復合材料。利用XRD、Raman、SEM、TEM等多種表征手段對ZnO/多孔碳復合材料進行了表征,證實了ZnO/多孔碳復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,該結構有利于電解液的滲透,從而提高材料的電化學性能。將ZnO/多孔碳復合材料制備成電極,對其進行循環伏安的表征,表明ZnO/多孔碳復合材料在以0.1 M Na2SO4為電解液的測試系統中更多地表現為雙電層儲電電容的特性。對ZnO/多孔碳復合材料制備成的電極進行循環充放電性能的測試,充放電500次之后,可以發現由ZnO/多孔碳復合材料為活性物質所制備成的電極的比電容衰減為9 %,這說明由ZnO/多孔碳復合材料在0.1 M Na2SO4電解液中進行充放電,具有良好的穩定性和循環性能。

關鍵詞:超級電容器、氧化鋅、多孔碳、電化學性能

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