作為一種新型的清潔能源儲能器件,超級電容器具有充放電速率、功率密度高、壽命超長的特點。因此,在高功率輸出時,超級電容器經(jīng)常被用作電池的補充,甚至替代電池。但是,與電池相比,超級電容器的能量密度過低,完全不能滿足智能電網(wǎng)、軌道交通以及消費電子等領域在不久的將來對高能量密度儲能器件的要求。因此,提高超級電容器的能量密度已經(jīng)成為超級電容器的研究重點。作為超級電容器的重要組成部分之一,電解液的性能在很大程度上決定了器件的性能�，F(xiàn)有的超級電容器的電解液可分為水系電解液、有機電解液和離子液體電解液。在這些電解液中,離子液體的電化學穩(wěn)定性極高,這就意味著它可以保證較寬的電化學穩(wěn)定窗口,從而保證高的能量密度。本文通過對離子液體進行調(diào)控,構(gòu)建寬窗口高倍率性能的超級電容器,從而達到高功率密度與高能量密度共存的目的,并且研究了潮濕離子液體中微量的水分對窗口的影響,明確了其作用機理。此外,尋找電化學穩(wěn)定性極高的離子液體與電極材料,并通過電化學鈍化的手段,構(gòu)建超寬窗口的超級電容器。具體研究內(nèi)容如下:(1)離子液體因其優(yōu)異的電化學穩(wěn)定性而被認為是寬窗口高能量密度超級電容器的理想電解液,但是離子液體本身的高粘度和低...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 超級電容器的儲能機理
        1.2.1 雙電層電容器(EDLCs)
        1.2.2 贗電容器(PCs)
        1.2.3 混合電容器(HSCs)
    1.3 超級電容器的電解液
        1.3.1 水系電解液
        1.3.2 有機電解液
        1.3.3 離子液體電解液
        1.3.4 電解液未來的發(fā)展方向
    1.4 小結(jié)
    1.5 課題內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.5.1 課題研究目的及意義
        1.5.2 課題研究內(nèi)容
        1.5.3 課題創(chuàng)新點
第2章 基于高濃度離子液體的寬窗口超級電容器
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑與主要實驗儀器
        2.2.2 電極的制備
        2.2.3 HCI電解液的配制及電池的組裝
        2.2.4 性能測試與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 純EmimBF₄與1M EmimBF₄/ACN電解液的性能對比
        2.3.2 HCI電解液的物理性能表征
        2.3.3 HCI電解液的電化學性能測試
        2.3.4 4.09MHCI電解液與商用電解液電化學性能對比
    2.4 本章小結(jié)
第3章 微量水對離子液體電化學性能影響的機理研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑與主要實驗儀器
        3.2.2 電極的制備
        3.2.3 電解液的配制及電池的組裝
        3.2.4 性能測試與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 潮濕離子液體中的水對器件電化學性能的影響
        3.3.2 不同電解液本征窗口的表征
        3.3.3 微量水對離子液體電化學性能影響的機理研究
        3.3.4 在其它體系中普適性的證明
        3.3.5 Gromacs理論計算
    3.4 本章小結(jié)
第4章 鈍化電極材料拓寬超級電容器的電壓窗口
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑與主要實驗儀器
        4.2.2 電極的制備
        4.2.3 電解液的配制
        4.2.4 性能測試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 對稱超級電容器的電化學性能測試
        4.3.2 鈍化電極材料拓寬超級電容器窗口
        4.3.3 負極預鋰化拓寬超級電容器窗口
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 未來工作的展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3829832