甲基磺酸電解質(zhì)在MXenes基中的應(yīng)用
發(fā)布時間：2020-12-18 18:57
能源對人類發(fā)展至關(guān)重要�；茉吹南暮蜕a(chǎn)嚴(yán)重影響了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)的平衡。隨著對環(huán)保、高性能、可再生能源存儲設(shè)備的需求不斷增長,電化學(xué)能源已成為清潔能源組合中必不可少的一部分。超級電容器由于高比電容,長使用壽命,高功率密度,自然環(huán)保,低功耗,無記憶效應(yīng),安全等優(yōu)點得到了眾多關(guān)注。MXenes因其金屬導(dǎo)電性和親水性,過渡金屬氧化物及其表面末端的官能團(tuán)均可發(fā)生氧化還原反應(yīng)等特性,在眾多電極材料中脫穎而出。截止到現(xiàn)在已有多種MXenes材料被研究人員研制出,其中Ti3C2Tx,Ti2CTx,Mo2CTx,Mo1.33CTx,Nb4C3Tx和V2CTx都已被應(yīng)用于超級電容器。Ti3C2Tx是被研究最多的MXene材料,...
【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
是（A）靜電電容器，（B）雙電層電容器，（C）贗電容電容器和（D）混合電容器的示意圖
第一章緒論8命長（循環(huán)2萬次，無容量衰減）等諸多優(yōu)點。[49]圖1.2現(xiàn)有實驗合成的MXenes結(jié)構(gòu)和化學(xué)式Fig.1.2StructureandChemicalFormulaofMXenesObtainedExperimentallySoFar[50]1.4超級電容器電解質(zhì)的概述電解質(zhì)是超級電容器的重要組成部分，對器件的能量密度、功率密度、內(nèi)阻，倍率性能，工作溫度范圍，循環(huán)壽命，自放電和毒性等性能起著至關(guān)重要的作用（如圖1.2所示）。電解質(zhì)分：液態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)/準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。電解質(zhì)的本征性質(zhì)包括：（a）離子的類型和大��；（b）離子濃度和溶劑；（c）離子和溶劑之間的反應(yīng)；（d）電解質(zhì)和電極材料之間的相互作用和（e）電壓窗口，這些都會影響電容器的電化學(xué)性能和實際應(yīng)用效果。
第一章緒論9圖1.3電解質(zhì)在超級電容器性能中的作用Fig.1.3EffectsoftheelectrolyteontheESperformance.[1]1.4.1液態(tài)電解質(zhì)一般來說，液體電解質(zhì)可以進(jìn)一步歸類水電解質(zhì)、有機電解質(zhì)和離子液體(ILs)，1.4.1.1水系電解質(zhì)水系電解質(zhì)至今無法大規(guī)模商用的原因是使用這種電解質(zhì)的超級電容器能量密度較低，無法滿足人們的實際需求；但仍有大量工作者從事對水系電解質(zhì)的研究，這是因為這種電解質(zhì)價格低廉，并且工作人員可在實驗室開放環(huán)境中制備組裝無需特殊外部環(huán)境。與之相比，有機電解質(zhì)和離子電解質(zhì)通常需要嚴(yán)格控制水氧條件，需要較為苛刻的外部環(huán)境。水系電解質(zhì)都具有高電導(dǎo)率，（例如，在25℃時1MH2SO4約為0.8Scm-2）比有機和離子電解質(zhì)至少高一個數(shù)量級，電解質(zhì)高電導(dǎo)率可以很好的降低阻抗，從而減少在電力輸送中的能量損耗。水系電解質(zhì)的通常要考慮陰陽離子及其水合物粒子尺寸大小以及離子的遷移率，同時電解液的電壓窗口和腐蝕程度也應(yīng)考慮在內(nèi)。一般條件下，水系電解質(zhì)可分為酸性，堿性和中性溶液。如前所述，水系電解質(zhì)主要缺點是相對窄的電壓窗口（受水分解的限制），例如析氫反應(yīng)發(fā)生在負(fù)電位約為0V（vs.SHE）時，析氧反應(yīng)在正電位約為1.23V，因此使用水系電
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Recent advances in graphene-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage[J]. Zhong-Shuai Wu,Xinliang Feng,Hui-Ming Cheng. National Science Review. 2014(02)
[2]電解質(zhì)濃度和溫度對活性炭電容性能的影響(英文)[J]. 田穎,閻景旺,薛榮,衣寶廉. 物理化學(xué)學(xué)報. 2011(02)
碩士論文
[1]二維層狀儲能材料Ti3C2Tx的儲能機理研究[D]. 牟鑫鵬.吉林大學(xué) 2019
本文編號：2924439
【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
是（A）靜電電容器，（B）雙電層電容器，（C）贗電容電容器和（D）混合電容器的示意圖
第一章緒論8命長（循環(huán)2萬次，無容量衰減）等諸多優(yōu)點。[49]圖1.2現(xiàn)有實驗合成的MXenes結(jié)構(gòu)和化學(xué)式Fig.1.2StructureandChemicalFormulaofMXenesObtainedExperimentallySoFar[50]1.4超級電容器電解質(zhì)的概述電解質(zhì)是超級電容器的重要組成部分，對器件的能量密度、功率密度、內(nèi)阻，倍率性能，工作溫度范圍，循環(huán)壽命，自放電和毒性等性能起著至關(guān)重要的作用（如圖1.2所示）。電解質(zhì)分：液態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)/準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。電解質(zhì)的本征性質(zhì)包括：（a）離子的類型和大��；（b）離子濃度和溶劑；（c）離子和溶劑之間的反應(yīng)；（d）電解質(zhì)和電極材料之間的相互作用和（e）電壓窗口，這些都會影響電容器的電化學(xué)性能和實際應(yīng)用效果。
第一章緒論9圖1.3電解質(zhì)在超級電容器性能中的作用Fig.1.3EffectsoftheelectrolyteontheESperformance.[1]1.4.1液態(tài)電解質(zhì)一般來說，液體電解質(zhì)可以進(jìn)一步歸類水電解質(zhì)、有機電解質(zhì)和離子液體(ILs)，1.4.1.1水系電解質(zhì)水系電解質(zhì)至今無法大規(guī)模商用的原因是使用這種電解質(zhì)的超級電容器能量密度較低，無法滿足人們的實際需求；但仍有大量工作者從事對水系電解質(zhì)的研究，這是因為這種電解質(zhì)價格低廉，并且工作人員可在實驗室開放環(huán)境中制備組裝無需特殊外部環(huán)境。與之相比，有機電解質(zhì)和離子電解質(zhì)通常需要嚴(yán)格控制水氧條件，需要較為苛刻的外部環(huán)境。水系電解質(zhì)都具有高電導(dǎo)率，（例如，在25℃時1MH2SO4約為0.8Scm-2）比有機和離子電解質(zhì)至少高一個數(shù)量級，電解質(zhì)高電導(dǎo)率可以很好的降低阻抗，從而減少在電力輸送中的能量損耗。水系電解質(zhì)的通常要考慮陰陽離子及其水合物粒子尺寸大小以及離子的遷移率，同時電解液的電壓窗口和腐蝕程度也應(yīng)考慮在內(nèi)。一般條件下，水系電解質(zhì)可分為酸性，堿性和中性溶液。如前所述，水系電解質(zhì)主要缺點是相對窄的電壓窗口（受水分解的限制），例如析氫反應(yīng)發(fā)生在負(fù)電位約為0V（vs.SHE）時，析氧反應(yīng)在正電位約為1.23V，因此使用水系電
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Recent advances in graphene-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage[J]. Zhong-Shuai Wu,Xinliang Feng,Hui-Ming Cheng. National Science Review. 2014(02)
[2]電解質(zhì)濃度和溫度對活性炭電容性能的影響(英文)[J]. 田穎,閻景旺,薛榮,衣寶廉. 物理化學(xué)學(xué)報. 2011(02)
碩士論文
[1]二維層狀儲能材料Ti3C2Tx的儲能機理研究[D]. 牟鑫鵬.吉林大學(xué) 2019
本文編號：2924439
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