本文關(guān)鍵詞：有機(jī)電解液在雙炭層容器中的分子動(dòng)力學(xué)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：雙電層電容器,又稱超級(jí)電容器,其超高的功率密度與更長的循環(huán)使用壽命,伴隨著人們對(duì)儲(chǔ)電量與續(xù)航時(shí)間要求的提高,越發(fā)受到人們的關(guān)注,同時(shí),對(duì)電容器材料與電解質(zhì)的選擇顯得越發(fā)重要。隨著科技的發(fā)展與計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)搬到計(jì)算機(jī)中已成為趨勢(shì),減少不必要的資源浪費(fèi),否定不合理的實(shí)驗(yàn)猜想,在仿真過程中達(dá)到預(yù)期目的。本文采用分子動(dòng)力學(xué)的模擬方法,對(duì)螺環(huán)雙吡咯四氟硼酸季銨鹽(SBP·BF4)與乙腈(ACN)的混合有機(jī)電解液進(jìn)行力場(chǎng)和模型的建立,并針對(duì)有機(jī)電解液的性能,對(duì)其在雙炭層電容器中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算研究。SBP·BF4的乙腈溶液具有很好的電化學(xué)窗口和電導(dǎo)率,本文采用Material Studio 6.0軟件Dmol3模塊對(duì)SBP·BF4陰、陽離子進(jìn)行幾何結(jié)構(gòu)和電荷分布的量化處理,并結(jié)合文獻(xiàn)建立力場(chǎng)參數(shù),隨后加入乙腈分子形成混合體系,通過LAMMPS軟件進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬。結(jié)果表明：計(jì)算得到的物化性質(zhì)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)測(cè)定值非常接近,證明本文所采用力場(chǎng)參數(shù)的合理性,為超級(jí)電容器的模擬計(jì)算奠定基礎(chǔ)。采用建立的有機(jī)電解液模型,建立雙炭層模型,在不同狀態(tài)下對(duì)雙炭層電容器進(jìn)行模擬計(jì)算,對(duì)不同電壓下的電容器性質(zhì),如粒子分布密度等結(jié)構(gòu)信息及不同層面的分子微觀分布進(jìn)行了探討,就電壓對(duì)電容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行分析。結(jié)果表明：電壓升高會(huì)使電容器極板電荷密度升高。
【關(guān)鍵詞】：超級(jí)電容器 分子動(dòng)力學(xué) 螺環(huán)雙吡咯四氟硼酸季銨鹽 有機(jī)電解液
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM53
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 文獻(xiàn)綜述8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 超級(jí)電容器模擬簡(jiǎn)介8-11
• 1.2.1 雙電層電容器理論8-9
• 1.2.2 超級(jí)電容器的分類9-10
• 1.2.3 超級(jí)電容器的分子動(dòng)力學(xué)模擬10-11
• 1.3 電解液模擬簡(jiǎn)介11-15
• 1.3.1 電解液的分類11-12
• 1.3.2 電解液的分子動(dòng)力學(xué)模擬12-15
• 1.4 本課題的選題意義及研究內(nèi)容15-16
• 第二章 SBP·BF_4模型的建立16-22
• 2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化16-19
• 2.2 電荷分布計(jì)算19-21
• 2.3 小結(jié)21-22
• 第三章 SBP·BF_4+ACN體系的模擬計(jì)算22-44
• 3.1 前言22
• 3.2 電解液物理性能參數(shù)對(duì)比量22
• 3.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)定22-23
• 3.4 SBP·BF_4/ACN溶液分子動(dòng)力學(xué)模擬23-42
• 3.4.1 力場(chǎng)參數(shù)23-27
• 3.4.2 模擬方法細(xì)節(jié)27-31
• 3.4.2.1 模擬細(xì)節(jié)27-28
• 3.4.2.2 零時(shí)刻處理28-31
• 3.4.3 模擬結(jié)果與討論31-42
• 3.4.3.1 模擬結(jié)果31-32
• 3.4.3.2 密度32-33
• 3.4.3.3 均方位移與自擴(kuò)散系數(shù)33-35
• 3.4.3.4 動(dòng)力粘度和電導(dǎo)率35-37
• 3.4.3.5 [SBP][BF_4]/ACN混合體系微觀結(jié)構(gòu)性質(zhì)37-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第四章 SBP·BF_4+ACN混合體系在雙炭層電容器中的模擬44-62
• 4.1 前言44
• 4.2 簡(jiǎn)化模型的采用理由及建立44-46
• 4.3 烷基簡(jiǎn)化法的可靠性驗(yàn)證—EMI·BF_4的模擬計(jì)算46-49
• 4.3.1 力場(chǎng)參數(shù)46-48
• 4.3.2 模擬方法與細(xì)節(jié)48-49
• 4.3.3 模擬結(jié)果驗(yàn)證49
• 4.4 簡(jiǎn)化模型的模擬細(xì)節(jié)與結(jié)果對(duì)比49-55
• 4.5 雙電層電容器模擬55-60
• 4.5.1 雙電層電容器模擬內(nèi)容55
• 4.5.2 雙電層電容器模擬的細(xì)節(jié)55-56
• 4.5.3 雙電層電容器模擬的結(jié)果與討論56-60
• 4.6 本章小節(jié)60-62
• 第五章 全文結(jié)論及工作展望62-64
• 5.1 全文結(jié)論62
• 5.2 工作展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 發(fā)表論文及參加科研情況68-70
• 致謝70

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