由于輕量型可穿戴電子器件的應(yīng)用越來越廣泛,更需要開發(fā)能在抵抗各種物理形變的同時(shí)提供穩(wěn)定的功率輸出的能量?jī)?chǔ)存裝置。具有高功率密度的可變形的超級(jí)電容器引起了人們的關(guān)注。已有許多關(guān)于可彎折、可拉伸、可卷曲的超級(jí)電容的報(bào)道。但是,關(guān)于可壓縮超級(jí)電容器的研究相對(duì)較少,并且開發(fā)能在高壓縮應(yīng)變下保持良好的電化學(xué)性能的可壓縮超級(jí)電容器仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。具有多孔三維網(wǎng)絡(luò)的三聚氰胺海綿（MS）由于其極好的耐用性,吸水性和可壓縮性而被廣泛用作可壓縮基底。它不僅能提供優(yōu)越的可壓縮性,還能為活性材料提供足夠的負(fù)載空間。在本文中,以MS為基底,通過簡(jiǎn)單易行且成本較低的方法在其上負(fù)載活性物質(zhì),制備了兩種用于超級(jí)電容器的可壓縮電極。聚吡咯（PPy）是一種常見的導(dǎo)電高分子材料,由于其固有的柔韌性和可觀的比容量,很適合用于制備可變形能源貯存裝置。然而,不佳的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性一直困擾著PPy。本文通過在MS的骨架上交替涂覆石墨烯（r GO）和PPy制備3D可壓縮r GO-PPy-r GO-MS（G-PPy-G-MS）電極。本文將r GO與PPy復(fù)合,在確保高電容的同時(shí)提高了電極的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。MS和PPy的固有韌... 

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

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

近年來出現(xiàn)的各種柔性電子設(shè)備為了與急速發(fā)展的便攜式和可穿戴的電子設(shè)備相匹配，許多研究者將目光

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-5-圖1-2通過濕式磨銑法生產(chǎn)rGO用于超級(jí)電容器的示意圖（a）濕式磨銑法剝離石墨（b）將微型超級(jí)電容器印刷到塑料基材上（c）添加碳納米管作為墊片（d）使用熱解石墨紙降低集電器電阻[31]活性炭是一種多孔的無定形碳，是由煤、木材、以及多種多樣的生物質(zhì)材料經(jīng)過特殊處理得到。將這些原材料先隔絕空氣在高溫下灼燒，除去原料中碳以外的成分，然后降低溫度，與氣體混合加熱將樣品活化。得到的活性碳材料具有非常多的微孔結(jié)構(gòu)，活化步驟又對(duì)其微孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整。由于大量微孔的存在，活性炭展現(xiàn)出十分可觀的比表面積，因此，活性炭是一種應(yīng)用十分廣泛的雙電層型超級(jí)電容器材料。此外，活性炭的吸附能力優(yōu)異，也被當(dāng)作環(huán)境治理的材料，比如凈化空氣、凈水等。目前，關(guān)于生物質(zhì)材料制備活性炭應(yīng)用在電化學(xué)領(lǐng)域的研究十分豐富。例如，Li等人[32]使用資源豐富的水果廢料柚

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-9-圖1-3PEDOT:PSS在超級(jí)電容器中的應(yīng)用（a-b）柔性自支撐PEDOT:PSS膜的照片（c）添加了二甘醇的PEDOT:PSS薄膜的SEM圖像（d）沒有添加二甘醇的PEDOT:PSS薄膜的SEM圖像（e）在50mV·s-1下添加了和沒有添加二甘醇的PEDOT:PSS電極的CV圖像[49]1.2.4金屬氧化物/氫化物金屬氧化物/氫化物是通過電極材料的氧化還原反應(yīng)進(jìn)行電荷存儲(chǔ)的，與傳統(tǒng)的雙電層電容器相比，金屬氧化物電極的超級(jí)電容器通常具有更高的能量密度和放電比容量，其比容量約為雙電層型電容器100倍，因此金屬氧化物/氫化物也被廣泛的應(yīng)用到超級(jí)電容器的研究中。但金屬氧化物的缺陷是，其結(jié)構(gòu)致密，導(dǎo)電性能差。氧化釕應(yīng)用于超級(jí)電容器已經(jīng)有很久的歷史了。氧化釕是一種贗電容性能很好的金屬氧化物，它的導(dǎo)電性、比電容和氧化還原可逆性都十分卓越，氧化釕應(yīng)用在超級(jí)電容器中的研究已有很多年的歷史，對(duì)其性質(zhì)的研究也十分詳細(xì)。但是氧化釕的價(jià)格十分昂貴，由氧化釕制備的電子器件成本極高。為了降低成本，對(duì)于其它價(jià)格低廉的金屬氧化物電極材料的尋找顯得尤為重要，目前尋找到的電極材料有錳、鈷、鎳等過渡金屬的氧化物。鎳、鈷的氧化物由于具有贗電容的特性，被用作超級(jí)電容器電極材料的研究較多，但是鎳、鈷氧化物表現(xiàn)出來的比電容并不是很高，這有可能歸因于反應(yīng)過程中這些材料發(fā)生了反應(yīng)，表現(xiàn)出一種類似電池的電化學(xué)行為。可以將材料進(jìn)行納米化處理，增大材料比表面積，有望突出鎳、鈷氧化物的贗電容特性，從而提高他們的比容量。并且


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