超級電容器由于其在便攜式電動設備和混合動力汽車等新興領域中的潛力而得到了廣泛研究,電極材料是超級電容器中的重要組成部分。隨著各種新材料和納米結(jié)構材料的研究與開發(fā),對柔性可穿戴設備等的需求與日俱增,使得柔性膜電極材料的研究更為廣泛。然而,對于大多數(shù)納米材料而言,由于孔隙結(jié)構和毛細效應使得部分微孔不能被電解液浸潤,從而不能形成有效的接觸,使材料的可利用比表面積十分有限,活性位點較少。因此,由于潤濕性差的不利影響,電解質(zhì)離子在電極材料中的傳輸速度以及電極材料比表面積利用率直接影響了超級電容器的進一步發(fā)展。事實上,除了孔徑結(jié)構外,比表面積的有效利用很大程度上取決于材料在電解液中的潤濕性。因此,電極材料的浸潤性問題是影響超級電容器性能如比容量、功率密度和阻抗等的一個重要因素,而改善材料表面潤濕性有望成為提高比電容和綜合電化學性能的有效途徑�；诖�,本學位論文對超級電容器電極材料表面浸潤性進行針對性研究,主要內(nèi)容包括以下兩個方面:（1）采用傳統(tǒng)浸沒相轉(zhuǎn)化法分別制備以雙電層電容儲能的活性碳膜和具有氧化還原贗電容的氮化釩膜電極,經(jīng)過鹵族酸的處理分別在膜表面引入不同鹵素離子（Cl^-... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
        1.2.2 超級電容器儲能機理及分類
        1.2.3 超級電容器結(jié)構組成
    1.3 超級電容器電極材料
        1.3.1 碳電極材料的研究進展
        1.3.2 過渡金屬氧氮化物電極材料的研究進展
        1.3.3 導電聚合物電極材料的研究進展
    1.4 氮化釩電極材料在儲能器件中的應用及進展
    1.5 電極材料浸潤性研究
        1.5.1 對儲能器件及電極材料性能的影響
        1.5.2 浸潤性改性方法
    1.6 課題的提出及研究內(nèi)容
        1.6.1 課題的研究意義及提出
        1.6.2 課題的研究內(nèi)容
        1.6.3 課題的創(chuàng)新性
第2章 鹵素水合團簇對柔性碳膜浸潤性的影響
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 化學試劑與實驗儀器
        2.2.2 PESAC膜的制備
        2.2.3 PESAC-X(X=Cl/Br/I)膜的制備
        2.2.4 材料的結(jié)構和成分表征
        2.2.5 測試電極片的制備
        2.2.6 電化學性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 PESAC和 PESAC-X膜的制備機理
        2.3.2 PESAC和 PESAC-X膜的結(jié)構與性能
        2.3.3 PESAC和 PESAC-X膜的浸潤性表征
        2.3.4 PESAC和 PESAC-X膜的電化學性能
        2.3.5 PESAC-X(X=Cl/Br/I)膜機理探究
        2.3.6 對稱超級電容器的性能
    2.4 本章小結(jié)
第3章 鹵素水合團簇對柔性氮化釩膜浸潤性的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 化學試劑與實驗儀器
        3.2.2 氮化釩碳復合材料的制備
        3.2.3 PESVN和 PESVN-X膜的制備
        3.2.4 硅片表面處理及鹵素的引入
        3.2.5 材料的結(jié)構表征及性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 PESVN和 PESVN-X膜的結(jié)構與性能
        3.3.2 PESVN和 PESVN-X膜的電化學性能
        3.3.3 PESVN和 PESVN-X膜浸潤性表征
        3.3.4 非對稱超級電容器的性能
        3.3.5 硅片表面結(jié)構與性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 位阻效應與鹵素離子對柔性膜浸潤性的影響
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 化學試劑與實驗儀器
        4.2.2 柔性接枝膜PESAC和 PESVN的制備
        4.2.3 膜表面引發(fā)劑BIBB的固定
        4.2.4 SI-e ATRP接枝聚合物分子刷
        4.2.5 材料的結(jié)構和成分表征
        4.2.6 電極的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 PESAC-P和 PESVN-P的制備流程和機理示意圖
        4.3.2 PESAC和 PESAC-P膜結(jié)構與性能表征
        4.3.3 PESAC-P膜浸潤性表征
        4.3.4 電化學性能測試
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
研究展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀碩士學位期間所發(fā)表或接收的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]柔性基金屬氧化物超級電容器電極材料的研究進展[J]. 黃繼偉,錢學仁,安顯慧,李響.  功能材料. 2019(08)
[2]生物質(zhì)碳材料及其研究進展[J]. 盧清杰,周仕強,陳明鵬,張瑾,柳清菊.  功能材料. 2019(06)
[3]超級電容器活性炭材料的研究進展[J]. 黃興蘭.  東方電氣評論. 2019(02)
[4]Dominant role of wettability in improving the specific capacitance[J]. Tongtong Liu,Kai Wang,Yongxiu Chen,Shuangliang Zhao,Yongsheng Han.  Green Energy & Environment. 2019(02)
[5]過渡金屬氧/氮化物贗電容器電極材料的研究進展（英文）[J]. 易琛琦,鄒儉鵬,楊洪志,冷嫻.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(10)
[6]放電條件下鋰離子電池熱行為的研究[J]. 張軍,歐陽東旭,周德闖.  火災科學. 2018(03)
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博士論文
[1]納米金對非碳基電極材料電化學性能的影響研究[D]. 譚永濤.蘭州理工大學 2019
[2]氮化釩基納米電極材料的設計及儲能性能研究[D]. 高標.武漢科技大學 2016
[3]錳基金屬氧化物及其復合材料超級電容器電極材料的制備與電化學性能研究[D]. 李文堯.東華大學 2014

碩士論文
[1]炭基電極材料的制備及其表面性質(zhì)對電化學性能的影響[D]. 王振.蘭州理工大學 2018
[2]SI-eATRP方法改性聚醚砜膜及抗污染性能的研究[D]. 李丹.蘭州理工大學 2018
[3]聚芳氧基取代磷腈碳源制備的多元素摻雜碳納米材料及其超級電容器性能研究[D]. 趙憶.北京化工大學 2017
[4]基于聚合物膜的柔性超級電容器[D]. 趙曉寧.蘭州理工大學 2017
[5]鹵素離子與水相互作用的理論研究[D]. 王寧.遼寧師范大學 2017
[6]結(jié)構可控多孔碳的設計與制備及電容特性研究[D]. 閆坤.蘭州理工大學 2016
[7]SI-eATRP法可控制備親水性超級電容器炭電極材料[D]. 申魁文.蘭州理工大學 2016
[8]超級電容器多孔炭電極材料的制備及電化學性能研究[D]. 李文.湘潭大學 2009
[9]碳基電化學超級電容器新型電解液的研究與應用[D]. 李偉.南昌大學 2008



本文編號：3442507