碳納米氣凝膠具有三維聯(lián)通的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和優(yōu)良的力學(xué)性能,可直接用作自支撐電極,在新一代儲(chǔ)能器件（超級(jí)電容器、加離子電池）中有廣闊的應(yīng)用前景。然而碳納米材料作為電極時(shí)由于其微觀(guān)結(jié)構(gòu)的限制,仍然存在比電容低、倍率性能弱等問(wèn)題。為此,研究人員采用與贗電容材料復(fù)合或優(yōu)化微觀(guān)結(jié)構(gòu)等方法來(lái)提高性能,但引入贗電容材料后出現(xiàn)的循環(huán)性能降低、多孔碳材料難以在亞納米尺度精確調(diào)控等問(wèn)題仍待解決。針對(duì)上述問(wèn)題,本文開(kāi)發(fā)了具有先進(jìn)微觀(guān)結(jié)構(gòu)的多孔納米碳?xì)饽z自支撐電極并應(yīng)用于超級(jí)電容器和鉀離子電池,通過(guò)系統(tǒng)深入的研究獲得了優(yōu)良的電化學(xué)性能,并輔以相應(yīng)的理論計(jì)算分析。通過(guò)設(shè)計(jì)制備碳納米管/導(dǎo)電聚合物的核殼及核雙殼結(jié)構(gòu)以獲得高比電容和顯著改善的循環(huán)穩(wěn)定性,制備多孔納米碳管結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器的超高倍率充放電性能和鉀離子電池的穩(wěn)定長(zhǎng)循環(huán)性能,并通過(guò)理論計(jì)算揭示了鉀離子在亞納米孔內(nèi)的存儲(chǔ)機(jī)制。本論文基于一種三維多孔的碳納米管海綿,在其內(nèi)部均勻沉積厚度可控的聚苯胺層,形成具有核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合海綿并獲得了高比電容值（746 F/g）和良好的倍率性能。同時(shí),聚苯胺殼還增強(qiáng)了海綿的力學(xué)性能和導(dǎo)電性,通過(guò)致密化處理獲得了高的體積比電容（6... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：142 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

能源存儲(chǔ)系統(tǒng)的示意圖

超級(jí)電容器的示意圖

圖 1-5 基于 CNT 的超級(jí)電容器a) 器件模型[50]，b) 對(duì)比活性炭和單壁 CNT 離子擴(kuò)散能力的模型示意圖Figure 1-5 CNT-based supercapacitorsConcept for devices,[50]b) schematic model comparing the ion diffusion for activatand single-walled carbon nanotubes[51]多孔碳材料作雙電層電容的電極材料


本文編號(hào)：3218312