近年來,傳統(tǒng)化石燃料大規(guī)模使用所帶來的環(huán)境危機與潛在的能源危機逐漸顯現(xiàn),新能源的開發(fā)與利用日益受到重視,在這過程中離不開高效的能量儲存裝置的參與,其中超級電容器(又稱:電化學電容器)因具有大電流充放電、高輸出功率和長循環(huán)壽命等優(yōu)點而受到越來越多的關(guān)注。目前的商業(yè)化超級電容器大多基于有機電解液,其對制備環(huán)境要求比較苛刻,且其易揮發(fā)、易燃燒的特性會帶來安全隱患和環(huán)境污染問題。相比之下,水系電解液更加安全且離子傳導(dǎo)性較高、制備及使用成本較低,但是目前水系超級電容器的工作電壓通常不超過1.8 V,極大限制了其比能量。根據(jù)比能量計算公式E=∫UdQ,要獲得高比能量的超級電容器,需要提高其電壓(U)和電荷容量(Q)。由于超級電容器具有界面電荷存儲特性,電解液/電極界面性質(zhì)將會對其電壓和電荷容量產(chǎn)生決定性影響。當前,許多研究集中于開發(fā)贗電容電極材料,來提高水系超級電容器的電壓或電荷容量,但是贗電容電極材料制備過程復(fù)雜,不利于規(guī)�；a(chǎn)。相比之下,通過調(diào)控電解液的離子水合及氧化還原功能以提高超級電容器的電壓和容量具有操作簡單、易規(guī)模化等優(yōu)點,而且可以簡化電極制備過程,因而研究基于電解液功能調(diào)控的高電壓...

【文章頁數(shù)】：178 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1.雙電層理論模型：（a）亥姆霍茲（Helmholtz）模型，（b）古伊-查普曼

極/電解液界面處電荷分離產(chǎn)生的雙電層完成電荷的材料（例如：金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物等）在極間電即法拉第反應(yīng)），導(dǎo)致材料的化學態(tài)或氧化狀態(tài)發(fā)生而混合型電容器結(jié)合了雙電層電極和贗電容電極型電極比能量低和贗電容電極倍率性能較差的缺點比能量。此外，還可以根據(jù)超級電容器的結(jié)構(gòu)將其對稱型超級電....

圖1-2.伯里克斯-德瓦納罕-穆勒雙電層模型

茲（Helmholtz）層，其可以抵消電極的電荷，如圖似于傳統(tǒng)的平板電容器，而“雙電層”這個名稱即來源密層模型）。該模型是最簡單的雙電層模型，其不能濃度變化而產(chǎn)生的變化，也不能說明為什么溶液中帶附在電極表面。20世紀初，古伊（Gouy）和查普曼動提出，溶液中帶相反電荷的離子在....

圖1-3.雙電層電容器充/放電狀態(tài)示意圖

2019屆華東師范大學博士研究生學位論文的緊密層，如圖1-2a所示。其中，水合陽離子中心所在平面面（OuterHelmholtzPlane,OHP）。而電解質(zhì)陰離子通常尺寸低，可以取代水偶極層中的水分子，在帶正電的電極表面發(fā)生電極直接接觸，如圖1-2b所示。陰離子....

圖1-4.MnO2的贗電容反應(yīng)[8]

圖1-4.MnO2的贗電容反應(yīng)[8]Figure1-4.Pseudo-capacitivereactionofMnO2.料（例如：二氧化錳（MnO2）、四氧化三鐵（Fe3O一些導(dǎo)電的聚合物等）一般通過兩種途徑儲存電荷：雙電層儲存電荷，是非法拉第過程；二是通過法拉....

本文編號：3892574