隨著柔性可拉伸電子設(shè)備的蓬勃發(fā)展,并且通過隨身智能應(yīng)用程序的配套使用,將我們的生活變得更為舒適與便捷。所以目前迫切地需要能夠同時兼容彎曲,并且承受相應(yīng)的形變的微電源,以實(shí)現(xiàn)智能系統(tǒng)的自主權(quán)。為了滿足不斷增長的需求,已經(jīng)開發(fā)了多種類型的可變形能量存儲系統(tǒng)來完成整個智能系統(tǒng)的需求。作為有希望的候選者之一,可拉伸的超級電容器具有高功率密度,快速充電能力,長循環(huán)穩(wěn)定性以及特別高的安全性（由于通常使用水性電解質(zhì)）,吸引了許多研究人員的關(guān)注。在此基礎(chǔ)上,我們設(shè)計了一種“電子/離子雙重傳輸通道”結(jié)構(gòu)的微型超級電容器,并通過與島橋結(jié)構(gòu)相結(jié)合,進(jìn)一步構(gòu)造出了可拉伸微型超級電容器陣列。本論文主要研究成果如下:設(shè)計出獨(dú)特的過渡金屬碳/氮化物（MXene）與通過在芯層中插入一維導(dǎo)電聚吡咯包裹細(xì)菌纖維素（BC@PPy）纖維攙雜的混合膜,在重新堆疊的MXene薄片之間合理的構(gòu)造了電子/離子雙重傳輸通道結(jié)構(gòu)�！半娮�/離子雙重傳輸通道設(shè)計”具有多個優(yōu)點(diǎn):（i）均勻插入層間的1D導(dǎo)電具有“核-殼結(jié)構(gòu)”的BC@PPy纖維,不僅充當(dāng)了層間支架,同時減輕了MXene片層之間的重新堆疊,以確保有更多的層間自由空間用于離子傳輸,... 

【文章來源】： 吳玉東 安徽大學(xué)

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底，(b)硅膠基底，（c）聚對苯二甲酸乙二醇（PET）基底，（d）聚酰亞胺（PI）基底Figure1-4(a)Polydimethylsiloxane(PDMS)solution,(b)Siliconesolution,(c)Polyethyleneterephthalate(PET),(d)Polyimide(PI)

是收集環(huán)境電磁波，并將其轉(zhuǎn)換為電流，其組成裝置主要有微波發(fā)射以及微波接收，可以從環(huán)境四周捕捉到彈回的無線電波能量，然后通過整流裝置獲得穩(wěn)定的直流電壓，可以實(shí)現(xiàn)自主的任意時刻充電[80]。電磁感應(yīng)式充電，是通過法拉第電磁感應(yīng)定律發(fā)展而來的，在初級線圈中通入一定頻率的交流電，變化的電流就會在閉合的線圈中產(chǎn)生變化的磁場，次級線圈就會在由初級線圈產(chǎn)生的磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由此產(chǎn)生的感應(yīng)電流為交流電，只需要通過整流元件以及濾波元件，從而就能得到商用的直流電源，如圖所示1-5a原理圖與1-5b實(shí)物圖。圖1-5（a）無線充電單元的電路圖（b）無線充電單元實(shí)物圖Figure1-5.(a)Circuitdiagramofthewirelesschargingunitb）Physicalpictureofwirelesschargingunit

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文39圖2-11.MSCA的光學(xué)圖像從初始狀態(tài)（0％）擴(kuò)展到200％，并且相應(yīng)的FEA結(jié)果是整個PI基板和與MSC互連的嵌入式導(dǎo)電Cu層的應(yīng)變分布。Figure2-11.OpticalimagesoftheMSCAsbeingstretchedfromtheinitialstate(0%)to200%,andthecorrespondingFEAresultsofstraindistributionofthewholePIsubstrateandtheembeddedconductiveCulayerinterconnectingtheMSCs.如進(jìn)一步從有限元分析（FEA，多物理場FEA代碼ANSYS）得出的仿真結(jié)果（圖2-11）所示，大多數(shù)應(yīng)變主要集中在PI互連的兩端框架鉸鏈（εmax<0.113，0.226、0.421、0.684分別對應(yīng)50％，100％，150％，200％的伸長率）封裝導(dǎo)電銅（εmax<0.028、0.055、0.102、0.166分別為50％，100％，150％，200％的伸長率）。與此形成鮮明對比的是，PI基板的其余區(qū)域（島和PI互連框架鉸鏈的中間區(qū)域）承受的應(yīng)變非常低（對于50％，100％，150％，200％拉伸率分別為εmax<0.013、0.025、0.047、0.076）。特別地，在整個拉伸運(yùn)動過程中，由叉指電極組成的負(fù)載的MSC單元幾乎經(jīng)歷了幾乎為零的應(yīng)變（εmax<0.003、0.006、0.012、0.019分別對應(yīng)50％，100％，150％，200％的伸長率）。因此，蜂窩狀結(jié)構(gòu)的固有變形能力可以有效地減輕經(jīng)受拉伸的加載應(yīng)變，從而確保了在可逆變形下，位于島上的儲能單元的電化學(xué)穩(wěn)定性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向可實(shí)用超級電容器的致密化碳材料研究（英文）[J]. 吳水林,朱彥武.  Science China Materials. 2017(01)
[2]All-solid-state flexible microsupercapacitor based on two-dimensional titanium carbide[J]. Bao-Shou Shen,Hao Wang,Li-Jun Wu,Rui-Sheng Guo,Qing Huang,Xing-Bin Yan.  Chinese Chemical Letters. 2016(10)



本文編號：2964443