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石墨烯基超级电容器电极材料结构调控与性能

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石墨烯基超级电容器电极材料结构调控与性能
论文目录
 
摘要第1-6页
Abstract第6-16页
第1章 绪论第16-45页
  1.1 课题背景及研究目的和意义第16-17页
  1.2 超级电容器简介第17-24页
    1.2.1 超级电容器分类第17-18页
    1.2.2 超级电容器工作原理第18-19页
    1.2.3 超级电容器与电池的区别第19-21页
    1.2.4 超级电容器特点及应用领域第21-24页
  1.3 超级电容器电极活性材料研究概况第24-28页
    1.3.1 碳材料第24-25页
    1.3.2 金属氧化物第25-27页
    1.3.3 导电聚合物第27-28页
  1.4 超级电容器电极结构研究进展第28-31页
    1.4.1 粉末电极第29-30页
    1.4.2 薄膜电极第30页
    1.4.3 结构化电极第30-31页
  1.5 超级电容器电极的性能评价第31-36页
    1.5.1 活性材料负载量与比容量第32-34页
    1.5.2 能量密度与功率密度第34-36页
  1.6 石墨烯在超级电容器领域研究进展第36-41页
    1.6.1 石墨烯概述第36-37页
    1.6.2 氧化石墨烯第37-39页
    1.6.3 石墨烯的超级电容应用第39-41页
  1.7 超级电容器电极材料研究存在问题第41-42页
  1.8 本文的主要研究内容第42-45页
第2章 试验材料和研究方法第45-60页
  2.1 试验材料与仪器第45-46页
  2.2 电极材料与器件设计第46-47页
  2.3 样品制备第47-52页
    2.3.1 氧化石墨烯的制备第47-50页
    2.3.2 氧化石墨烯转化碳球的制备第50页
    2.3.3 还原氧化石墨烯/Mn_3O_4复合粉体制备第50-51页
    2.3.4 氧化石墨烯/聚吡咯复合薄膜的制备第51-52页
    2.3.5 石墨烯粉末制备第52页
    2.3.6 二氧化锰粉末制备第52页
  2.4 样品的形貌结构表征第52-54页
    2.4.1 X射线衍射分析(XRD)第52页
    2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)第52页
    2.4.3 透射电子显微镜(TEM)第52-53页
    2.4.4 原子力显微镜(AFM)第53页
    2.4.5 傅立叶红外光谱(FT-IR)第53页
    2.4.6 X射线光电子谱(XPS)第53页
    2.4.7 拉曼光谱(Raman)第53页
    2.4.8 元素分析(Elemental Analysis)第53页
    2.4.9 比表面积(BET)第53-54页
    2.4.10 热重分析(TG)第54页
  2.5 电极制备和超级电容器组装第54页
    2.5.1 电极制备第54页
    2.5.2 电容器组装第54页
  2.6 电化学性能测试第54-60页
    2.6.1 试验装置第55-56页
    2.6.2 循环伏安测试第56-57页
    2.6.3 恒流充放电测试第57页
    2.6.4 能量密度和功率密度第57-58页
    2.6.5 电化学阻抗谱测试第58-60页
第3章 氧化石墨烯转化碳球的形貌结构表征与电化学性能第60-84页
  3.1 氧化石墨烯转化碳球的合成方法第60-65页
    3.1.1 氧化石墨烯转化碳球的合成思路第60-61页
    3.1.2 氧化石墨烯转化碳球的合成参数第61-65页
  3.2 氧化石墨烯转化碳球的形貌结构表征第65-76页
    3.2.1 氧化石墨烯转化碳球的刺激-响应行为第65-70页
    3.2.2 氧化石墨烯转化碳球的热稳定性第70-71页
    3.2.3 氧化石墨烯转化碳球的元素化学态第71-72页
    3.2.4 氧化石墨烯转化碳球的拉曼光谱第72-73页
    3.2.5 氧化石墨烯转化碳球的形成机理探讨第73-74页
    3.2.6 电子束诱发刺激-响应机理探讨第74-76页
  3.3 含碳球石墨烯的电化学性能研究第76-82页
    3.3.1 添加剂为酸形成含碳球石墨烯的电化学性能第76-80页
    3.3.2 添加剂为还原剂形成含碳球石墨烯电化学性能第80-82页
  3.4 本章小结第82-84页
第4章 还原氧化石墨烯/Mn_3O_4复合粉体形貌结构表征与电化学性能第84-95页
  4.1 还原氧化石墨烯/Mn_3O_4复合粉体的形貌结构表征第84-90页
    4.1.1 还原氧化石墨烯/Mn_3O_4复合粉体的物相组成第85-86页
    4.1.2 还原氧化石墨烯/Mn_3O_4复合粉体的元素化学态第86-87页
    4.1.3 还原氧化石墨烯/Mn_3O_4复合粉体的形貌表征第87-90页
  4.2 还原氧化石墨烯/Mn_3O_4复合粉体的电化学性能研究第90-94页
    4.2.1 单电极电化学特性第90-93页
    4.2.2 两电极电容器电化学性能第93-94页
  4.3 本章小结第94-95页
第5章 氧化石墨烯/聚吡咯复合薄膜形貌结构调控与电化学性能第95-128页
  5.1 氧化石墨烯/聚吡咯薄膜的电化学共沉积第96-105页
    5.1.1 氧化石墨烯的弱阴离子性第96-97页
    5.1.2 吡咯的电化学聚合过程第97页
    5.1.3 前驱体溶液选取与电参数设计第97-100页
    5.1.4 氧化石墨烯浓度对复合膜形貌的影响第100-103页
    5.1.5 电沉积时间对复合膜形貌的影响第103-104页
    5.1.6 氧化石墨烯/聚吡咯复合膜形成机理探讨第104-105页
  5.2 氧化石墨烯/聚吡咯薄膜的形貌结构表征第105-111页
    5.2.1 氧化石墨烯/聚吡咯复合薄膜的形貌表征第105-107页
    5.2.2 氧化石墨烯/聚吡咯复合薄膜的FT-IR官能团表征第107-108页
    5.2.3 氧化石墨烯/聚吡咯复合薄膜的XPS元素化学态分析第108-111页
  5.3 氧化石墨烯/聚吡咯复合薄膜电化学性能研究第111-127页
    5.3.1 单电极性能第111-119页
    5.3.2 水系超级电容器第119-122页
    5.3.3 固态超级电容器第122-124页
    5.3.4 能量密度与功率密度第124-126页
    5.3.5 固态超级电容器应用实例第126-127页
  5.4 本章小结第127-128页
第6章 二氧化锰//石墨烯非对称水系高工作电压超级电容器性能研究第128-143页
  6.1 二氧化锰正极材料的形貌结构表征与电化学特性第129-131页
    6.1.1 二氧化锰正极材料的形貌结构表征第129-130页
    6.1.2 二氧化锰正极的过电位析氧行为第130-131页
  6.2 石墨烯负极材料的形貌结构表征与电化学特性第131-133页
    6.2.1 石墨烯负极材料的形貌结构表征第131-132页
    6.2.2 石墨烯负极的过电位析氢行为第132-133页
  6.3 二氧化锰//石墨烯非对称电容器工作原理第133-137页
    6.3.1 正负极电位区间匹配第134-135页
    6.3.2 正负极容量平衡第135页
    6.3.3 二氧化锰//石墨烯非对称电容器的充放电机理第135-137页
  6.4 二氧化锰//石墨烯非对称超级电容器性能第137-141页
    6.4.1 循环伏安特性第137-138页
    6.4.2 恒流充放电特性第138-140页
    6.4.3 功率密度和能量密度第140-141页
    6.4.4 循环寿命第141页
  6.5 本章小结第141-143页
结论第143-145页
参考文献第145-159页
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果第159-163页
致谢第163-164页
个人简历第164页

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