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《哈尔滨工程大学》 2002年
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纳米氧化物的制备及在超级电容中的应用

闪星  
【摘要】: 电动汽车由于能够很好的解决汽车的环境污染问题,因此近年来国内外开展了大量相关的研究工作。超级电容是一种介于电池和静电电容之间的新型储能元件,其功率密度比电池高数十倍,能量密度比静电电容高数十倍。利用超极电容和电池组成混合动力系统,能够很好的满足电动汽车启动、加速等高功率密度输出场合的需要。另外超极电容还可用作电路元件、小型用电器电源、直流开关电源等,近年来已经成为研究的焦点。国外已经有相应的产品在电动汽车上得到了运用,国内的研究则刚刚起步,因此开展超级电容的研究对促进我国电动汽车事业的发展具有很大的意义。我们采用了循环伏安、恒流充放电、X射线衍射、透射电子显微镜、差热、红外光谱等实验方法和测试手段对超大容量电容器的电极物质的制备、电解质溶液的选取、正负极之间的搭配、组装技术的优化等问题展开了一系列研究。得出以下结论: 1.活性炭电极在KOH溶液中,能够表现出较好的电容性质;电极的比容量随KOH溶液的浓度的增加而有明显提高,在30%的KOH溶液中,-1.0~0.0V(vs SCE)电位范围内,其性能达到最佳,比容量达200F/g。但是活性炭电极的正极性能较差是影响电容器性能的重要因素,增大正极活性物质的载量使正负极活性物质质量比约为2:1时,电容性能达到最佳。 2.活性炭电极在(NH_4)_2SO_4中性电解液,也能够表现出较好的电容性质,工作电位范围可达1.5V,这样可以大大提高电容器的能量密度和功率密度。 3.用氨络合沉积法可以合成纳米级的氢氧化镍,将其烧结可得到纳米级的氧化镍。氧化镍电极,在KOH溶液中,表现出良好的电容性质,其比容量可达110F/g,且经5000次循环后保持90%以上。 4.用高锰酸钾和硫酸锰之间的归中反应可制备二氧化锰,反应溶液的PH值对材料的性能有较大的影响,实验表明:当PH=10.6时,材料性能最佳;在0.0~0.85V(vs SCE)的电位范围内,Na_2SO_4和(NH_4)_2SO_4溶液中,均表现出良好的电容性能,其比容量分别达189.5F/g和158.9F/g。且经5000次循环后保持90%以上。 5.用活性炭作负极,二氧化锰作正极,在(NH_4)_2SO_4溶液中,能够组装成混合电容器,其工作电压可达1.5V,并且有良好的循环性能。正负极活性 哈尔滨上程大学硕士学位论文 一 物质的质量比保持在Mnon/AC—1.28*左右时,混合电容的性能最优,比 容量可达42.SF咕,工作电压达1.SV,功率密度较碳基电容器提高了3倍, 能量密度提高了1.5倍。 通过电极制备技术的优化,我们找到了最佳的组装方法,并且组装出了有一 定实用价值的混合电容器,其性能可以和国外同类产品相比,有着很大的应 用前景。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TB383

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 朱修锋,景晓燕;金属氧化物超级电容器及其应用研究进展[J];功能材料与器件学报;2002年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张治安;基于氧化锰和炭材料的超级电容器研究[D];电子科技大学;2005年
2 殷金玲;凝胶聚合物电解质超级电容器的研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 罗列英;利用超级电容的起重机械新型混合动力系统研究[D];武汉理工大学;2007年
2 胡向春;新型炭材料的制备及其电化学性能研究[D];暨南大学;2007年
3 蒋凤平;导电聚合物的制备与电化学性能[D];暨南大学;2010年
4 蔡建军;有序介孔碳/聚苯胺复合材料的制备及其在超级电容器中的应用[D];兰州理工大学;2010年
5 邓文君;二氧化钌/石墨烯复合材料的制备及其超级电容器性能研究[D];南昌大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王建立,刘文华;碳基电化学电容器及其研究进展[J];电源技术;2000年01期
2 王晓峰,孔祥华,刘庆国,解晶莹;氧化镍超电容器的研究[J];电源技术;2001年03期
3 李建玲,梁吉,徐景明,毛宗强;双电层电容器有机电解液研究进展[J];电源技术;2001年03期
4 刘志祥,张密林,闪星,董国君;千法级超级电容器的制备[J];电源技术;2001年05期
5 王晓峰,解晶莹,孔祥华,刘庆国;“超电容”电化学电容器研究进展[J];电源技术;2001年S1期
6 闪星,张密林,董国君,景晓燕;纳米MnO_2的制备及在超大容量电容器中的应用[J];电源技术;2002年02期
7 张丹丹,姚宗干;大容量高储能密度电化学电容器的研究进展[J];电子元件与材料;2000年01期
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9 顾温国,李劲,夏云发,曹婉真;纽扣型液体双电层电容器的研制[J];电子元件与材料;2000年03期
10 闪星,张密林;纳米氧化镍在超大容量电容器中的应用[J];功能材料与器件学报;2002年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵光杰;孙立娟;何佩;张世品;;超级电容器电极材料MnO_2的制备及其性能研究[J];兵器材料科学与工程;2007年04期
2 王志锋;史秀梅;余宗宝;李国斌;;碳纳米管涂层红外发射率的研究[J];兵器材料科学与工程;2009年01期
3 王平华;郑明新;朱永华;房诗宏;刘进才;杨天雪;;脉冲刷镀的工艺与机理[J];北京农业工程大学学报;1995年02期
4 朱敏,何积铨,李成华,郑秋麟,任新广;IR降对混凝土中钢筋腐蚀电化学测量结果的影响[J];北京科技大学学报;2002年02期
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7 何保山,冯良东,周仲柏;用于实时动态检测多组份气体的电化学传感器系统的设计与实现[J];传感技术学报;2003年03期
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10 冯祥明,吴慧敏,左正忠,刘仁志,杨磊,张海燕;电镀光亮锡铋合金工艺研究[J];材料保护;2002年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何佩;邵光杰;张世品;;脉冲电沉积制备二氧化锰薄膜及其性能研究[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
2 夏熙;刘洪涛;;一种正在迅速发展的贮能装置——超电容器[A];电动车及新型电池学术交流会论文集[C];2003年
3 孙红梅;彭亮波;文萃;陈红雨;舒东;;水钠锰矿的制备及超级电容性能研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
4 胡永达;袁洁;卢云;杨邦朝;徐蓓娜;;改性纳米氧化锰超级电容器电极材料的研究[A];中国电子学会第十四届电子元件学术年会论文集[C];2006年
5 何积铨;刘洪群;朱敏;;混凝土IR降对钢筋腐蚀电化学测量的影响[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年
6 沈裕军;沈湘黔;景茂祥;翟海军;;纳米氧化镍的超电容性研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
7 周建新;沈湘黔;;超级电容器电极材料研究进展[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
8 王艳素;王成扬;;椰壳炭与MnO_2复合电极双电层电容行为研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
9 刘不厌;彭乔;孙玥;;超级电容器二氧化锰电极材料的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
10 吴坤;李飞飞;陈平;;设计性实验教学:双电层电容的测量[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郎俊伟;用于超级电容器的金属氧化物及其复合电极材料的制备与性能研究[D];兰州理工大学;2010年
2 张晶;基于介孔碳载体的高容量超级电容器复合电极材料的制备及性能研究[D];兰州理工大学;2010年
3 刘海霞;ZnO半导体材料的形貌、微结构调控及其性能研究[D];山东大学;2011年
4 王明艳;过渡金属化合物修饰电极的制备和应用研究[D];南京理工大学;2011年
5 王新宇;超级电容器用新型电极材料的研究[D];中南大学;2011年
6 刘海晶;电化学超级电容器多孔碳电极材料的研究[D];复旦大学;2011年
7 袁磊;碳气凝胶储能电容电极材料的制备与性能研究[D];中国工程物理研究院;2011年
8 范新庄;石墨电极的电化学改性制备方法与准电容特性研究[D];中国海洋大学;2011年
9 原长洲;碳纳米管基复合材料的制备、表征及其超电容特性研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 郭文英;纳米增敏与流动注射电化学发光分析研究[D];苏州大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘兰;导电高分子修饰活性炭电极的制备与电化学性能研究[D];中国海洋大学;2010年
2 邹武元;导电聚苯胺在超级电容器中的应用研究[D];中国海洋大学;2010年
3 李利民;含氮活性碳材料的制备及其电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
4 占孝云;聚苯乙烯模板法制备锂离子电池材料及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
5 程承;水性锂离子电池负极材料的研究[D];湘潭大学;2010年
6 杨艳静;超级电容器用纳米二氧化锰的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
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8 宋文华;电极材料孔结构与离子特性的相关性研究[D];华东理工大学;2011年
9 姜遵群;分级纳米结构的聚苯胺及其复合物的制备与电化学性能[D];华东理工大学;2011年
10 孔德帅;纳米多孔结构镍基复合膜电极的电化学法制备及其赝电容性能[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚晓林,李学良;γ-Mo_2N的制备及其电化学性能研究[J];安徽化工;2002年02期
2 赵东林,李学良;三氧化二铬添加剂对氮化钼电极性能影响的研究[J];安徽化工;2004年04期
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4 陈刚;张丽娜;;绿色营销战略与四大动力系统构建[J];长春大学学报;2006年01期
5 王勇;万涛;吴承思;吴胜军;;高性能酚醛树脂基活性炭的制备及应用[J];材料导报;2004年06期
6 张治安;杨邦朝;邓梅根;胡永达;;金属氧化物超大容量电容器电极材料的研究进展[J];材料导报;2004年07期
7 王芳;吴锋;毛立彩;邹磊;刘永;陈实;;聚合物凝胶电解质叠层镍氢电池的研究[J];材料导报;2005年07期
8 李旭;赵卫峰;陈国华;;石墨烯的制备与表征研究[J];材料导报;2008年08期
9 汪形艳,王先友,黄伟国;溶胶-凝胶模板法合成MnO_2纳米线[J];材料科学与工程学报;2005年01期
10 王晓峰,王大志,梁吉;氧化钌/活性炭超级电容器电极材料的研制[J];稀有金属材料与工程;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈立泉;夏定国;;新能源材料[A];中国新材料产业发展报告(2005)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈刚;软开关双向DC-DC变换器的研究[D];浙江大学;2001年
2 张方华;双向DC-DC变换器的研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 邓梅根;电化学电容器电极材料研究[D];电子科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 刘志祥;超级电容器相关技术研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
2 徐斌;QY25型汽车起重机设计[D];大连理工大学;2003年
3 李胜军;尖晶石型LiMn_2O_4及LiM_xMn_(2-x)O_4的合成与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
4 张玉芹;水热/溶剂热法ZnS纳米材料的制备及性能研究[D];浙江大学;2005年
5 吴明;船舶电力推进建模及仿真研究[D];武汉理工大学;2006年
6 王志冰;基于超级电容的起重机能量管理系统的研究[D];武汉理工大学;2006年
7 康旭;碳纳米管/聚合物复合材料的制备和表征[D];兰州大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李琰,潘庆谊,程知萱;纳米Nio薄膜制备与应用的研究进展[J];材料导报;2003年S1期
2 俞兆喆;徐华蕊;颜东亮;;氧化锰的液相合成及其电容性能[J];材料导报;2010年16期
3 关静;;基于PSIM的双电层电容器仿真器的研究[J];常州工学院学报;2011年Z1期
4 周强;王金全;杨波;;超级电容器:性能优越的储能器件[J];电气技术;2006年06期
5 关静;;双电层电容器仿真电路的研究与实践[J];电源技术;2011年12期
6 张治安,邓梅根,胡永达,杨邦朝;电化学电容器的特点及应用[J];电子元件与材料;2003年11期
7 徐艳;王本根;王清华;刘宏宇;;超级电容器用氧化钌及其复合材料的研究进展[J];电子元件与材料;2006年08期
8 陈英放;李媛媛;邓梅根;;超级电容器的原理及应用[J];电子元件与材料;2008年04期
9 李庆余;李泽胜;王红强;王新宇;钟新仙;;纳米MnO_2的水热合成及其在LiPF_6中的电容行为[J];电子元件与材料;2009年09期
10 王兴磊;何晓燕;欧阳艳;;Co_3O_4电化学电容电极材料的制备及性能研究[J];功能材料与器件学报;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 周冬兰;高立军;汪涛;张宁;;超级电容器的储能原理及其电极材料的研究进展[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
2 徐雪菲;王玮;贺本林;孙明亮;刘兰;王敏;邹武元;;相转变法制备PVDF/PDHA多孔型凝胶聚合物电解质[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
3 郭凤仪;杨宁;董讷;;超级电容器应用于电动摩托车研究与实现[A];第18届全国煤矿自动化与信息化学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 闫俊;碳/氧化锰复合材料的制备及电化学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 郎俊伟;用于超级电容器的金属氧化物及其复合电极材料的制备与性能研究[D];兰州理工大学;2010年
3 王新宇;超级电容器用新型电极材料的研究[D];中南大学;2011年
4 汪形艳;金属氧化物/碳微球复合材料超级电容特性研究[D];湘潭大学;2011年
5 郑明波;纳米介孔材料与介孔-大孔材料的制备及超电容性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
6 廖高祖;基于导电聚合物的可见光催化剂的制备及其降解污染物的性能[D];大连理工大学;2011年
7 林添良;混合动力液压挖掘机势能回收系统的基础研究[D];浙江大学;2011年
8 杨建文;Li_4Ti_5O_(12)基混合超级电容器负极材料的开发及相关机理研究[D];中南大学;2005年
9 梁彦瑜;新型能源材料—电化学电容器与锂离子电池电极材料的研究[D];兰州大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔德帅;纳米多孔结构镍基复合膜电极的电化学法制备及其赝电容性能[D];浙江大学;2011年
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3 刘不厌;纳米二氧化锰的制备、改性及其电化学性质[D];大连理工大学;2011年
4 刘卯成;多孔金属氧化物电极材料的制备及其超级电容性能研究[D];兰州理工大学;2011年
5 贾巍;多孔电极材料的制备及其电化学电容行为研究[D];新疆大学;2011年
6 卿小霞;溶剂热—热分解法制备四氧化三钴及其电容性能的研究[D];中南大学;2011年
7 马贺然;超级电容器用氧化钌基复合薄膜电极的制备与性能研究[D];中南大学;2011年
8 屈耀辉;二氧化铅的制备及其超级电容器性能研究[D];南昌大学;2011年
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【二级参考文献】
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2 张光敏,阎康平,严季新;用导电聚合物电极的超电容器研究概况[J];电子元件与材料;1999年05期
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5 喻强,李玉宝,魏秉庆,梁吉,吴德海;快速凝固碳纳米管/In600复合材料组织与性能[J];清华大学学报(自然科学版);1999年04期
6 贾明;面向21世纪的能源供应新器件——电偶极子层电容器EDLC[J];世界电子元器件;1996年12期
【相似文献】
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1 张东升;邓丛静;夏笑虹;刘洪波;何月德;;高比表面积竹炭基活性炭的孔结构对电容性能的影响[J];林产化学与工业;2010年05期
2 米红宇;张校刚;吕新美;王兴磊;罗建明;黄建书;;种子模板法制备镍盐掺杂聚吡咯纳米纤维及其电化学电容性质[J];高分子材料科学与工程;2008年03期
3 丛文博;贺晓书;;PANI/MWCNT电极在硫酸锂溶液中电容性能[J];电化学;2009年03期
4 刘泓;甘卫平;郑峰;马贺然;李祥;罗贱;;超级电容器用羧基氧化钌薄膜的充放电性能[J];粉末冶金材料科学与工程;2011年03期
5 张爱勤;张林森;王力臻;申法宝;;盐酸掺杂聚苯胺的电容性能研究[J];化工新型材料;2009年07期
6 郎俊伟;孔令斌;罗永春;康龙;;片状纳米NiO的制备及其电化学电容性能[J];合成化学;2007年S1期
7 姚素梅;李国春;高学平;;掺钌氢氧化钴复合材料在碱液中的电化学行为[J];电化学;2010年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 曹建云;王亚明;周玉;;石墨烯/MnO2复合材料的制备及电容性能[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
4 车倩;张方;丁兵;朱佳佳;张校刚;;有序介孔碳球阵列的制备及超电容性能[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
5 汤乐;范磊;郭荣;;以NiC_2O_4为前驱体制备NiO及电容性能研究[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
6 张爱勤;王力臻;张勇;方华;;对甲苯磺酸掺杂聚苯胺的电化学电容性能[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
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8 刘宗怀;杨祖培;王增林;;剥离/组装技术制备纳米层状电极材料及其电容性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
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中国重要报纸全文数据库 前4条
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2 倪永华;让“刹车”贡献出电能[N];科技日报;2004年
3 青岛 孙海善;联想电脑常见故障五例[N];电子报;2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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1 王习文;纳米四氧化三钴系化合物的合成及其超级电容性能的研究[D];中南大学;2012年
2 邓文韬;石墨烯/氧化镍复合材料的制备及其电容性能的研究[D];中南大学;2013年
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4 赵华;电化学沉积的二氧化锰/石墨烯复合材料的电容性能研究[D];山西大学;2012年
5 李文君;聚苯胺包覆电纺纳米碳纤维的制备及其超级电容性能[D];哈尔滨工业大学;2013年
6 宋劲松;氧化镍和石墨烯/氧化镍复合材料的制备及电容性能研究[D];上海大学;2012年
7 吴远瞻;四氧化三锰—石墨烯材料制备及其电容性能研究[D];中南大学;2013年
8 姜宏;二氧化锰及锰碳复合材料的电容性能研究[D];大连理工大学;2011年
9 靳明;柔性聚吡咯复合材料的制备及其电容性能研究[D];山西大学;2011年
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