开孔石墨烯/多层金属氧化物空心球超级电容器电极的构筑及性能研究

基本信息
批准号:51602131
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:刘瑜
学科分类:
依托单位:江苏大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:季振源,李娣,严铭,洪远志,蔡晓毓,朱芳芳,陈必义,陈天俊
关键词:
多层金属氧化物空心球超级电容器开孔石墨烯电极电化学性能
结项摘要

Supercapacitor is a new energy storage device, but the lower density limits its further application. Development of new large-capacity electrode material is an effective method to obtain high energy density supercapacitor. Graphene is a new and potential electrode material with high specific surface area and excellent conductivity. However, the severe agglomeration between graphene nanosheets interlayer greatly reduces its actual capacity. In this project, we will choose the holey graphene and high-capacity multi-shelled metal oxide hollow spheres as research objects, and deeply study of the regulation of holey graphene pore and size distribution, the size and regulation of shell thickness of multi-shelled metal oxide hollow spheres, composite ratio and manner synergies with complex electrochemical properties of the system, the stress of the composites and bonding interface during the charge transfer process. Through systematic investigation of the composite system during electrochemical process, as well as the inherent physical mechanism and reaction thermodynamics and kinetics, an efficiency-structure relationship model will be established in order to provide suitable material systems and theoretical bases for developing applicable supercapacitor electrode materials.

超级电容器是备受关注的新型储能装置,然而其较低的能量密度限制了进一步应用。开发新型大容量电极材料是获得高能量密度超级电容器的有效方法。石墨烯具有高比表面积和优良导电性,是非常有潜力的新型电极材料。然而,由于石墨烯纳米片层间的严重团聚,大大降低了其实际容量。本项目拟选用开孔石墨烯与高容量多层金属氧化物空心球构筑研究体系,深入研究开孔石墨烯制备过程中孔径分布和尺寸的调控规律;多层金属氧化物空心球层数、尺寸和壳层厚度的调控;复合比例及复合方式与复合体系电化学性能的协同关系;复合材料的应力状态以及结合界面间电荷转移过程。系统研究复合体系在电化学过程中内在物理机制及反应热力学和动力学规律,建立构效调控模型,为开发具有实际应用价值的超级电容器电极材料的发展提供一定的理论和合适的体系。

项目摘要

超级电容器是一种新型储能装置,然而其较低的能力密度限制了进一步应用。开发具有高容量的电极材料能有效获得高能量密度超级电容器。碳材料如石墨烯和碳管具有高比表面积,良好导电性等,是非常有潜力的新型电极材料。然而,碳材料与赝电容材料相比,其实际容量相对较低。本项目拟选用石墨烯和碳管与金属化合物构筑研究体系,深入研究复合材料制备过程中复合比例的调控规律;金属化合物的制备条件;两者复合的具体实验方法,复合比例与复合体系电化学性能的协同关系;复合材料结合界面间电荷转移过程,为开发具有实际应用价值的超级电容器电极材料提供一定的理论和实验基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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