線狀和面狀柔性超級電容器的研究
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【摘要】:作為能量存儲器件,超級電容器,憑借功率密度高、充放電速率快、穩(wěn)定的循環(huán)特性、運行安全等優(yōu)點而備受人們關(guān)注,它主要靠電極材料表面電荷積累或者快速的氧化還原反應(yīng)來存儲能量。在本文中,分別以棉線和紙做為襯底,進(jìn)而合成電極材料,組裝成為柔性超級電容器。 我們先以棉線為襯底利用聚吡咯(PPy)-二氧化錳(MnO2)-單壁碳納米管(SWCNTs)-棉線多級結(jié)構(gòu)作為電極,制備了一種具有優(yōu)越性能的超級電容器,它三維結(jié)構(gòu)、線狀器件。這種電容器具有高面比電容,在1mV/s的掃速下為1.49F/cm2,多路串并聯(lián)后可以成功驅(qū)動LED節(jié)段顯示。如此高的性能源自棉線上SWCNTs、多孔花狀MnO2納米片和導(dǎo)電包裹層PPy的蓄積效應(yīng),,PPy提高導(dǎo)電性的同時也作為贗電容材料。 通過在復(fù)印紙上用鉛筆Q沒偷緋粱齈Py的方法,我們制備紙質(zhì)超級電容器。鉛筆涂過的紙,具有很好的導(dǎo)電性,方塊電阻很容易就達(dá)到95Ω/sq。它彎折后作為電路仍然可以點亮LED。電沉積PPy后,超級電容器具有高的比電容,在掃描速率為1mV/s時,體電容為52.9F/cm3。串聯(lián)三個超級電容器后,在充滿電的情況下,可以成功點亮商業(yè)化的LED。這體現(xiàn)了紙基能量器件低成本、簡單、多用途的合成方法。 本文以棉線和紙做為襯底,進(jìn)而沉積電極材料,組裝成為柔性超級電容器為能量存儲提供了有效方案。
【關(guān)鍵詞】:超級電容器 能量存儲 柔性 聚吡咯
【學(xué)位授予單位】:華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TM53
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 前言8-15
- 1.1 引言8-9
- 1.2 超級電容器的簡介9-11
- 1.3 超級電容器的電極材料11-13
- 1.4 課題的提出及主要研究內(nèi)容13-15
- 2 實驗技術(shù)15-20
- 2.1 引言15
- 2.2 主要實驗儀器15-16
- 2.3 材料表征技術(shù)16
- 2.4 電化學(xué)表征技術(shù)16-20
- 3 棉線基復(fù)合材料超級電容器20-36
- 3.1 引言20-21
- 3.2 實驗部分21-22
- 3.3 實驗結(jié)果與討論22-35
- 3.4 本章小結(jié)35-36
- 4 紙基復(fù)合材料超級電容器36-43
- 4.1 引言36-37
- 4.2 實驗部分37
- 4.3 結(jié)果與討論37-42
- 4.4 本章小結(jié)42-43
- 5 總結(jié)與展望43-46
- 5.1 全文總結(jié)43-44
- 5.2 創(chuàng)新點44-45
- 5.3 展望45-46
- 致謝46-47
- 參考文獻(xiàn)47-54
- 附錄 1 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄54
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本文編號:429047
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