電化學(xué)儲(chǔ)能裝置在現(xiàn)代生活中扮演著極其重要的角色,被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子、軌道交通以及電網(wǎng)平衡等多個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)電極材料由于受到儲(chǔ)量和可降解性的制約而難以滿足綠色可持續(xù)發(fā)展的需要,因此,安全、可生物降解的可持續(xù)儲(chǔ)能材料將是電極材料的發(fā)展方向,而具有氧化還原活性和較高理論容量性能的可再生生物質(zhì)材料將具備極大的研究?jī)r(jià)值。本論文主要研究了胡桃醌復(fù)合材料及其衍生聚合物材料的儲(chǔ)能特性,主要研究?jī)?nèi)容包括:（1）通過(guò)物理共混的方式制備了胡桃醌/活性炭復(fù)合材料,研究了組分比例和工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料性能的影響。先用掃描電子顯微鏡和紅外光譜對(duì)復(fù)合材料的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,然后采用循環(huán)伏安、恒流充放電和交流阻抗等方法對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明,當(dāng)胡桃醌與活性炭按照1:3進(jìn)行復(fù)合,并結(jié)合超聲處理,在1 A/g的電流密度下比容量可達(dá)248 F/g,庫(kù)倫效率達(dá)到89.9%,在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)的溶解問(wèn)題也明顯改善。這主要是因?yàn)榛钚蕴碱w粒較大的比表面積為胡桃醌分子提供了良好的結(jié)構(gòu)支撐,減少了局部團(tuán)聚,而碳材料良好的導(dǎo)電性減小了活性材料與電解質(zhì)的接觸阻抗,充分發(fā)揮了胡桃醌分子的氧化還原特性。基于復(fù)合電極的扣式非對(duì)稱超級(jí)電... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同電化學(xué)儲(chǔ)能裝置的功率與能量密度比較

時(shí)間 10-6~10-3s 1~30 s (Wh/kg) <0.1 1~10 (W/kg) >10000 1000~2000 率 (%) ≈1 0.9~0.95 命 (次) ∞ >100000 5超級(jí)電容器和目前常規(guī)儲(chǔ)能器件的特性比較，從表中可。電池是典型的低功率高儲(chǔ)能密度器件，使用壽命較短，能量密度下可具備超過(guò) 106W/dm3的功率密度。相較于電的功率密度和更長(zhǎng)的循環(huán)充放電壽命；相較于傳統(tǒng)電容器能量密度性能[9]。因此，作為一種介于傳統(tǒng)靜電容與電池級(jí)電容器既能以較高的功率密度進(jìn)行充放電同時(shí)又能保持引起了世界范圍內(nèi)諸多研究者的關(guān)注。電容器的類型

11]，如圖 1-2 所示。電極材料一般由活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘物質(zhì)占據(jù)主要部分，通�？蛇_(dá) 70%以上；集流體的主要作用是阻，因此要求它與電極材料接觸面積大并有著良好的化學(xué)穩(wěn)定括鋁片、鈦片和泡沫鎳等；常用的電解質(zhì)包括水系電解質(zhì)、有機(jī)質(zhì)以及離子液體等；隔離器的作用是在避免兩個(gè)電極的物理接允許電解質(zhì)離子通過(guò)，為了減小電容器自身的內(nèi)阻,一般要求隔浸潤(rùn)性，常用的隔膜材料包括聚丙烯膜和玻璃纖維膜等。電容器電荷存儲(chǔ)機(jī)理的不同，一般可以將超級(jí)電容器劃分成兩電層電容器 (EDLCs)，其常用電極材料一般是活性炭、碳納米膠等具有較高比表面積的材料[14, 15]；另一類是贗電容器 (又稱其常用電極材料一般是各種具有氧化還原活性的材料，包括 Ni渡金屬化合物材料[16-18]和聚苯胺 (PANI)、聚吡咯 (PPY)、聚 PEDOT)等導(dǎo)電聚合物材料。電層電容器：通過(guò)靜電吸附的方式將電解質(zhì)離子高度可逆的面積的活性材料表面，其原理如圖 1-3 所示。


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