超級(jí)電容器作為可形變電子產(chǎn)品不可缺少的組成部分,往往要求其具有柔性、可折疊、可伸縮和可壓縮的形變能力,開發(fā)具有可壓縮性的超級(jí)電容器有重要的意義。可壓縮超電容器目前最大的研究難點(diǎn)是如何在力學(xué)形變狀態(tài)下保持穩(wěn)定的電化學(xué)性能。本研究以三聚氰胺海綿作為可壓縮電極的支撐體可以為電極提供足夠的機(jī)械性能,同時(shí)在海綿網(wǎng)絡(luò)表面負(fù)載活性物質(zhì)滿足高容量的需求,制備得到了兼具高可壓縮性和高電化學(xué)性能的可壓縮超級(jí)電容器電極材料。本論文的主要研究內(nèi)容和成果如下:一、選用電導(dǎo)率高的碳納米管對(duì)三聚氰胺海綿基底先進(jìn)行導(dǎo)電化處理,以確保電極良好的導(dǎo)電性。利用碳納米管與高錳酸鉀之間的化學(xué)反應(yīng)在導(dǎo)電海綿基底上負(fù)載高贗電容物質(zhì)Mn O₂進(jìn)一步提升電極的容量,通過X射線衍射和透射電子顯微鏡表征證明了Mn O₂的存在,在三電極體系下以Na₂SO₄作為電解液進(jìn)行電化學(xué)測試獲得Mn O₂@CNTs海綿電極質(zhì)量比電容可達(dá)600 F g^-1,同時(shí)也表現(xiàn)出良好的倍率和循環(huán)穩(wěn)定性。最重要的是,三聚氰胺海綿支撐體在... 

【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)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

近年來出現(xiàn)的柔性電子設(shè)備[3]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文[11-13]。雖然進(jìn)來已經(jīng)有復(fù)雜的二維或三維器件被合成，但是只有一小部分是完全三維儲(chǔ)能器件。多數(shù)基于三維電極的設(shè)計(jì)都受限于蝕刻、精密加工或使用三維打印技術(shù)去建立三維結(jié)構(gòu)，更易得的可壓縮的電極材料被提出圍繞泡沫碳和泡沫銅材料[14, 15]。雖然具有了可壓縮的功能，但是這些先進(jìn)的材料由于電極結(jié)構(gòu)之間有填充物質(zhì)增加了離子電子傳輸通道而導(dǎo)致它們的電化學(xué)倍率性能較低[16]。目前為止，沒有優(yōu)異的材料能被應(yīng)用于三維可壓縮的電池和超級(jí)電容器中。現(xiàn)在三維可壓縮材料技術(shù)的主要缺點(diǎn)有（1）復(fù)雜的制備過程限制了三維材料的尺寸和可壓縮性能；（2）使用低比表面積的基底從而使制備得到的材料的比表面積要低于二維材料；（3）設(shè)計(jì)理論只能應(yīng)用于一小部分材料[17-24]。因此，對(duì)于可壓縮電容器來說開發(fā)一種具有優(yōu)異壓縮—回彈性能、高比容量、易于推廣的電極材料是迫切需要的。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文而成（結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-3 所示），與傳統(tǒng)的電容器和電池相比，超是一種比較先進(jìn)的器件，擁有高的功率密度，充放電時(shí)間短，循環(huán)使用溫度范圍廣和安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)[30]。目前已經(jīng)被廣泛用于數(shù)碼產(chǎn)儀表、玩具、電動(dòng)工具、新能源汽車、新能源發(fā)電系統(tǒng)、分布式電高功率武器、運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域、節(jié)能建筑、工業(yè)節(jié)能減排等各個(gè)行業(yè)根據(jù)電荷存儲(chǔ)機(jī)制超級(jí)電容器被分為電化學(xué)雙電層電容器、法拉第容器[31]和兼具以上兩種機(jī)制的混合型電容器。


本文編號(hào)：2973972