本文關(guān)鍵詞：基于聚苯胺的全固態(tài)柔性超級電容器的研制

  更多相關(guān)文章： 柔性全固態(tài) 聚苯胺 超級電容器 三明治狀 平面插指狀

【摘要】：由于電子產(chǎn)品的高速發(fā)展和某些場合的特殊要求,超級電容器,尤其是柔性全固態(tài)超級電容器,具有優(yōu)異的性能,可以作為未來電子產(chǎn)品的儲能器件。在本次研究中,我們在Au/PET基底上制備了以聚苯胺為活性物質(zhì)的兩種形態(tài)柔性全固態(tài)超級電容器,即三明治狀和平面插指狀。所制備的三明治狀超級電容器最大面電容在電流密度為0.1 mA·cm-2下可達(dá)51.7 mF·cm-2,在功率密度為0.33 W.cm-3時,其最大能量密度達(dá)到5.57 mWh·cm-3,并且經(jīng)過1000次充放電循環(huán)后,其電容保持率高達(dá)92.3%。以此同時,所制備器件被彎曲90°后其CV曲線與未彎曲前幾乎沒有改變,而且在自然條件下放置兩個月、在強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液中浸泡24 h后其電化學(xué)性能均沒有明顯變化。此外,所制備的平面插指狀超級電容器的最大能量密度為5.83 mWh·cm-3,其最大功率密度可達(dá)0.45 W·cm-3,并且經(jīng)過1000次充放電循環(huán)后,其電容保持率可達(dá)72.7%,而且能夠通過串并聯(lián)有效的提高其電容量和工作電壓。這兩種形態(tài)的超級電容器電化學(xué)參數(shù)均能比得上或超過目前其它的超級電容器。除了良好的電化學(xué)性能外,其優(yōu)異的機(jī)械柔韌性、大次數(shù)充放電的循環(huán)穩(wěn)定性等都使得它們具備成為未來便攜式、可穿戴式電子產(chǎn)品儲能器件的巨大潛力。并且,由于其體積小、全固態(tài)等特性,可以更好的與其它器件,如傳感器、太陽能電池等進(jìn)行集成。
【關(guān)鍵詞】：柔性全固態(tài) 聚苯胺 超級電容器 三明治狀 平面插指狀
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ317;TM53
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 引言15-16
• 1.2 超級電容器的分類及原理16-19
• 1.2.1 超級電容器的分類16
• 1.2.2 超級電容器原理16-19
• 1.3 超級電容器的電極材料及研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3.1 碳電極材料19-20
• 1.3.2 金屬氧化物電極材料20
• 1.3.3 導(dǎo)電聚合物電極材料20-21
• 1.4 選題的目的和意義21
• 1.5 研究內(nèi)容21-23
• 第二章 實驗部分23-29
• 2.1 實驗原料及設(shè)備23-24
• 2.1.1 主要實驗儀器23-24
• 2.1.2 實驗主要化學(xué)試劑及原料24
• 2.2 電極的制備24-25
• 2.2.1 柔性基底的選擇24
• 2.2.2 集流體的選擇24-25
• 2.2.3 贗電容材料的選擇25
• 2.3 電極的測試方法及原理25-28
• 2.3.1 傅里葉變換紅外光譜25
• 2.3.2 拉曼光譜25-26
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡26
• 2.3.4 循環(huán)伏安法26
• 2.3.5 恒電流充放電26-27
• 2.3.6 交流阻抗測試27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 傳統(tǒng)柔性超級電容器的制備及其性能測試29-47
• 3.1 概述29
• 3.2 電極的制備及優(yōu)化29-37
• 3.2.1 電極的制備29
• 3.2.2 電極的傅里葉紅外測試與拉曼測試29-31
• 3.2.3 沉積時間對電極性能的影響31-36
• 3.2.4 PAP-5電極的測試36-37
• 3.3 全固態(tài)柔性超級電容器的制備及性能測試37-46
• 3.3.1 電解液的配置37
• 3.3.2 全固態(tài)柔性超級電容器的制備37-38
• 3.3.3 全固態(tài)柔性超級電容器的測試38-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 打印法制備插指狀柔性超級電容器及其性能測試47-64
• 4.1 概述47-48
• 4.2 插指狀柔性全固態(tài)超級電容器的制備及優(yōu)化48-55
• 4.2.1 插指狀超級電容器的制備48-49
• 4.2.2 插指狀超級電容器活性物質(zhì)沉積時間的優(yōu)化49-54
• 4.2.3 插指狀超級電容器電極結(jié)構(gòu)的優(yōu)化54-55
• 4.3 優(yōu)化后平面全固態(tài)柔性300-MSC-300s器件性能測試55-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 結(jié)論與展望64-67
• 5.1 結(jié)論64-65
• 5.2 展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文72

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本文編號：953282