本文關(guān)鍵詞：基于扣式超級(jí)電容器電極的制備與特性研究

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【摘要】：超級(jí)電容器是一種電能儲(chǔ)存裝置,利用雙電層機(jī)理或者贗電容機(jī)理存儲(chǔ)電荷。超級(jí)電容器在綠色能源、軍事運(yùn)用、后備電源有著非常廣泛的應(yīng)用。活性炭、導(dǎo)電聚合物等活性材料有著優(yōu)良的電化學(xué)性能,本論文針對(duì)活性炭、導(dǎo)電聚合物及其復(fù)合活性材料在扣式超級(jí)電容器電極中的應(yīng)用開(kāi)展研究。主要工作包括扣式電極的制備以及制備工藝的改進(jìn)、扣式超級(jí)電容器導(dǎo)電劑的選擇、聚合物-活性炭復(fù)合電極的制備與性能的研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.對(duì)比乙炔黑、導(dǎo)電石墨、superp三種導(dǎo)電劑對(duì)扣式超級(jí)電容器電極性能的影響,選擇適合扣式超級(jí)電容器電極的導(dǎo)電劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在使用活性炭(AC)為活性物質(zhì)的情況下,使用乙炔黑為導(dǎo)電劑制備的電極有最好的性能,在1A/g的電流密度下比容量高達(dá)81F/g,內(nèi)阻為5.32?,經(jīng)過(guò)1000次充放電循環(huán)后比容保持在74F/g。2.采用導(dǎo)電聚合物聚3,4 乙烯二氧噻吩(PEDOT)和聚吡咯(PPY)作為活性物質(zhì)制備了扣式超級(jí)電容器電極材料。研究結(jié)果表明單一聚合物電極的電化學(xué)性能較差,在1A/g的電流密度下,PEDOT和PPY電極的比容量分別為10F/g和40F/g。比表面積測(cè)試法(BET)和孔徑分布測(cè)試(BJH)表明聚合物電極的孔徑分布不均勻,導(dǎo)致聚合物電極與電解液離子匹配性較差。進(jìn)一步的研究表明,充放電過(guò)程中聚合物的團(tuán)聚也造成電極電化學(xué)性能變差。3.采用球磨方法制備了PEDOT-AC和PPY-AC復(fù)合電極材料,并研究了其電化學(xué)性能。測(cè)試結(jié)果表明復(fù)合材料中聚合物的含量直接影響復(fù)合電極的電化學(xué)性能。PEDOT-AC和PPY-AC復(fù)合電極的最高比容分別為124F/g和160F/g,聚合物的引入大大改善了復(fù)合電極的電化學(xué)性能。BET測(cè)試表明復(fù)合電極有良好的中孔結(jié)構(gòu)分布,使得電解質(zhì)離子能夠在電極表面快速吸附/脫附。
【關(guān)鍵詞】：超級(jí)電容器 導(dǎo)電劑 導(dǎo)電聚合物 復(fù)合電極
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM53
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究工作的背景和意義10
• 1.2 超級(jí)電容器簡(jiǎn)介10-16
• 1.2.1 超級(jí)電容器的特點(diǎn)10-11
• 1.2.2 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.3 超級(jí)電容器的材料13
• 1.2.4 超級(jí)電容器的性能指標(biāo)13-16
• 1.3 超級(jí)電容器的應(yīng)用16-17
• 1.3.1 在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用16
• 1.3.2 在太陽(yáng)能存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用16-17
• 1.3.3 其他領(lǐng)域的應(yīng)用17
• 1.4 超級(jí)電容器的發(fā)展17-18
• 1.5 論文的選題及結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 超級(jí)電容器的原理和論文研究方法20-30
• 2.1 雙電層原理20-21
• 2.2 基于雙電層原理的電極材料21-22
• 2.3 贗電容原理22-25
• 2.3.1 基于氧化還原反應(yīng)的贗電容23-24
• 2.3.2 基于摻雜-去摻雜的的贗電容24-25
• 2.4 基于贗電容原理的電極材料25-26
• 2.4.1 基于導(dǎo)電聚合物的贗電容電極材料25
• 2.4.2 基于金屬氧化物的贗電容電極材料25-26
• 2.5 本課題的主要研究路線26
• 2.6 電極性能測(cè)試方法26-30
• 2.6.1 交流阻抗測(cè)試（EIS）27-29
• 2.6.2 循環(huán)伏安測(cè)試（CV）29
• 2.6.3 恒電流充放電測(cè)試29-30
• 第三章 不同導(dǎo)電劑對(duì)扣式超電電極性能的影響30-48
• 3.1 扣式超級(jí)電容器電極的制備30-32
• 3.1.1 扣式超級(jí)電容器電極材料的選擇30-31
• 3.1.2 扣式超級(jí)電容器電極的制備方法31-32
• 3.2 乙炔黑作為導(dǎo)電劑對(duì)扣式超級(jí)電容器電極性能的影響32-37
• 3.3 導(dǎo)電石墨作為導(dǎo)電劑對(duì)扣式超級(jí)電容器電極性能的影響37-40
• 3.4 superp作為導(dǎo)電劑對(duì)于扣式超級(jí)電容器電極性能的影響40-42
• 3.5 三種導(dǎo)電劑對(duì)電極性能影響的比較42-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 PEDOT及PEDOT-AC作為扣式超級(jí)電容器電極特性研究48-60
• 4.1 PEDOT電極的制備及性能研究48-53
• 4.1.1 PEDOT電極的電化學(xué)性能研究49-51
• 4.1.2 PEDOT電極的孔徑分布研究51-53
• 4.2 PEDOT-AC復(fù)合電極的制備53
• 4.3 PEDOT-AC復(fù)合電極的電化學(xué)性能研究53-56
• 4.4 PEDOT-AC復(fù)合電極的孔徑分布研究56-58
• 4.5 PEDOT-AC復(fù)合電極的形貌表征58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第五章 PPY及PPY-AC作為扣式超級(jí)電容器電極特性研究60-74
• 5.1 PPY電極的制備及性能研究60-64
• 5.1.1 PPY電極的電化學(xué)性能研究61-63
• 5.1.2 PPY電極的孔徑分布研究63-64
• 5.2 PPY-AC復(fù)合電極的制備64-65
• 5.3 PPY-AC復(fù)合電極的電化學(xué)性能測(cè)試65-68
• 5.4 PPY-AC復(fù)合電極的孔徑分布研究68-71
• 5.5 PPY-AC電極的形貌表征71-72
• 5.6 本章小結(jié)72-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 總結(jié)74-75
• 6.2 本論文需要改進(jìn)的地方75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 碩士研究生期間取得的研究成果81-82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 楊紅生,周嘯,馮天富,湯孝平;電化學(xué)電容器最新研究進(jìn)展 I.雙電層電容器[J];電子元件與材料;2003年02期

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本文編號(hào)：908568