基于一維紡織纖維的柔性超級電容器電極材料的研究
發(fā)布時間:2022-02-19 23:49
隨著人類文明的進步與社會科學技術(shù)的發(fā)展,能源不足的問題越來越嚴重,天然氣、石油、煤等資源日漸枯竭,同時,溫室效應(yīng)導致的全球變暖與環(huán)境污染等問題已經(jīng)威脅到全人類的生存,也受到全球范圍內(nèi)的關(guān)注。因此,開發(fā)出環(huán)保、可再生的新能源來取代這些不可再生能源已經(jīng)逐漸成為全人類共同面對的一項艱巨的而又必須解決的困難?茖W家們在鋰離子電池(LIBs)和超級電容器(SCs)等領(lǐng)域廣泛開展了研究,這些新型儲能系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用與電子產(chǎn)品與新能源汽車。但隨著社會需求與消費升級,柔性電子可穿戴設(shè)備逐漸被研究人員所重視。纖維狀柔性超級電容器作為新型的儲能器件,除了超級電容器本身的高功率密度,較長的循環(huán)壽命、優(yōu)異的倍率性能以及綠色安全等優(yōu)點外,還具有體積小、重量輕、可編織性強等特點,在便攜式攜帶和可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域的研究進展迅速。在纖維狀柔性超級電容器領(lǐng)域中,大部分研究集中于金屬纖維、碳基纖維等,而對紡織物纖維的研究較少。眾所周知,紡織物廣泛應(yīng)用于可穿戴的領(lǐng)域,因此本文選取了一維芳綸紗線柔性超級電容器作為研究對象,對一維纖維狀芳綸紗線柔性超級電容器的電極材料及其性能進行了如下研究:采用化學沉積法在一維紡織紗線表面沉積一...
【文章來源】:廣東工業(yè)大學廣東省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 超級電容器概述
1.3 超級電容器電極材料的研究現(xiàn)狀
1.4 超級電容器分類及工作原理
1.4.1 超級電容器分類
1.4.2 雙電層超級電容器
1.4.3 贗電容超級電容器
1.4.4 混合超級電容器
1.5 柔性超級電容器
1.5.1 柔性超級電容器概述
1.5.2 纖維狀柔性超級電容器結(jié)構(gòu)研究概況
1.6 電極材料常用的制備方法
1.7 超級電容器主要的性能指標
1.8 選題依據(jù)及研究內(nèi)容
第二章 一維紡織紗線的鍍鎳改性及性能研究
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗材料
2.2.2 實驗儀器設(shè)備
2.2.3 實驗測試方法
2.3 一維芳綸線化學鍍Ni的實驗制備方法
2.3.1 不同影響因素下的一維芳綸紗線化學鍍Ni實驗
2.4 芳綸線表面生長二硫化鉬的實驗制備
2.4.1 不同影響因素下一維芳綸紗線生長MoS_2的制備
2.5 結(jié)果分析與討論
2.5.1 SEM表征
2.5.2 導電性表征
2.5.3 芳綸線上化學鍍鎳的XRD表征分析
2.5.4 三電極電化學表征
2.6 本章總結(jié)
第三章 一維鍍鎳紗線硫化鎳電極材料的制備及研究
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗材料
3.2.2 實驗儀器設(shè)備
3.3 材料的表征方法
3.3.1 X射線衍射(XRD)表征
3.3.2 X射線光電子能譜分析(XPS)表征
3.3.3 電極材料的結(jié)構(gòu)和形貌(SEM)表征
3.3.4 電極材料的電化學表征
3.4 不同反應(yīng)條件下的電極材料的制備
3.4.1 探究不同影響因素下的Ni_3S_2納米材料的制備實驗
3.4.2 探究不同影響因素下的NiS納米材料的制備實驗
3.5 結(jié)果分析與討論
3.5.1 Ni_3S_2納米材料電極的合成與表征
3.5.2 NiS納米材料電極的合成與表征
3.6 本章結(jié)論
第四章 一維鍍鎳紗線NiS@MoS_2電極材料的制備及研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 實驗材料
4.2.2 實驗儀器
4.3 NiS@MoS_2電極材料的制備方法
4.4 NiS@MoS_2電極材料的表征與結(jié)果分析
4.4.1 NiS@MoS_2電極材料的導電性表征
4.4.2 電極材料的結(jié)構(gòu)和形貌(SEM)表征與結(jié)果分析
4.4.3 電極材料的透射電子顯微鏡(TEM)表征與結(jié)果分析
4.4.4 X射線衍射(XRD)表征與結(jié)果分析
4.4.5 X射線光電子能譜分析(XPS)表征與結(jié)果分析
4.4.6 一維NiS@MoS_2電極材料的電化學表征與結(jié)果分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
本文的特色與創(chuàng)新點
參考文獻
攻讀碩士期間的研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Hierarchical Porous RGO/PEDOT/PANI Hybrid for Planar/Linear Supercapacitor with Outstanding Flexibility and Stability[J]. Fuwei Liu,Luoyuan Xie,Li Wang,Wei Chen,Wei Wei,Xian Chen,Shaojuan Luo,Lei Dong,Qilin Dai,Yang Huang,Lei Wang. Nano-Micro Letters. 2020(02)
[2]新型電解質(zhì)可以提高超級電容器的性能[J]. 靳愛民. 石油煉制與化工. 2019(12)
[3]超級電容器研究展望——范壯軍教授專訪[J]. 《物理化學學報》編輯部. 物理化學學報. 2020(02)
[4]超級電容器研究進展[J]. 肖謐,宿玉鵬,杜伯學. 電子元件與材料. 2019(09)
[5]Visible light-driven organic photochemical synthesis in China[J]. Yiyun Chen,Liang-Qiu Lu,Da-Gang Yu,Cheng-Jian Zhu,Wen-Jing Xiao. Science China(Chemistry). 2019(01)
[6]Toward Enhancing Wearability and Fashion of Wearable Supercapacitor with Modified Polyurethane Artificial Leather Electrolyte[J]. Yan Huang,Zijie Tang,Zhuoxin Liu,Jun Wei,Hong Hu,Chunyi Zhi. Nano-Micro Letters. 2018(03)
[7]柔性超級電容器電極材料與器件研究進展[J]. 葉星柯,周乾隆,萬中全,賈春陽. 化學通報. 2017(01)
[8]基于碳材料的可伸縮型超級電容器的研究進展(英文)[J]. 張熙悅,張昊喆,林子琦,于明浩,盧錫洪,童葉翔. Science China Materials. 2016(06)
[9]超級電容器及其在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 王超,蘇偉,鐘國彬,魏增福,徐凱琪. 廣東電力. 2015(12)
[10]儲能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的研究綜述[J]. 艾欣,董春發(fā). 現(xiàn)代電力. 2015(05)
博士論文
[1]高性能電極材料及新型非對稱超級電容器的研究[D]. 趙翠梅.吉林大學 2014
本文編號:3633866
【文章來源】:廣東工業(yè)大學廣東省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 超級電容器概述
1.3 超級電容器電極材料的研究現(xiàn)狀
1.4 超級電容器分類及工作原理
1.4.1 超級電容器分類
1.4.2 雙電層超級電容器
1.4.3 贗電容超級電容器
1.4.4 混合超級電容器
1.5 柔性超級電容器
1.5.1 柔性超級電容器概述
1.5.2 纖維狀柔性超級電容器結(jié)構(gòu)研究概況
1.6 電極材料常用的制備方法
1.7 超級電容器主要的性能指標
1.8 選題依據(jù)及研究內(nèi)容
第二章 一維紡織紗線的鍍鎳改性及性能研究
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗材料
2.2.2 實驗儀器設(shè)備
2.2.3 實驗測試方法
2.3 一維芳綸線化學鍍Ni的實驗制備方法
2.3.1 不同影響因素下的一維芳綸紗線化學鍍Ni實驗
2.4 芳綸線表面生長二硫化鉬的實驗制備
2.4.1 不同影響因素下一維芳綸紗線生長MoS_2的制備
2.5 結(jié)果分析與討論
2.5.1 SEM表征
2.5.2 導電性表征
2.5.3 芳綸線上化學鍍鎳的XRD表征分析
2.5.4 三電極電化學表征
2.6 本章總結(jié)
第三章 一維鍍鎳紗線硫化鎳電極材料的制備及研究
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗材料
3.2.2 實驗儀器設(shè)備
3.3 材料的表征方法
3.3.1 X射線衍射(XRD)表征
3.3.2 X射線光電子能譜分析(XPS)表征
3.3.3 電極材料的結(jié)構(gòu)和形貌(SEM)表征
3.3.4 電極材料的電化學表征
3.4 不同反應(yīng)條件下的電極材料的制備
3.4.1 探究不同影響因素下的Ni_3S_2納米材料的制備實驗
3.4.2 探究不同影響因素下的NiS納米材料的制備實驗
3.5 結(jié)果分析與討論
3.5.1 Ni_3S_2納米材料電極的合成與表征
3.5.2 NiS納米材料電極的合成與表征
3.6 本章結(jié)論
第四章 一維鍍鎳紗線NiS@MoS_2電極材料的制備及研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 實驗材料
4.2.2 實驗儀器
4.3 NiS@MoS_2電極材料的制備方法
4.4 NiS@MoS_2電極材料的表征與結(jié)果分析
4.4.1 NiS@MoS_2電極材料的導電性表征
4.4.2 電極材料的結(jié)構(gòu)和形貌(SEM)表征與結(jié)果分析
4.4.3 電極材料的透射電子顯微鏡(TEM)表征與結(jié)果分析
4.4.4 X射線衍射(XRD)表征與結(jié)果分析
4.4.5 X射線光電子能譜分析(XPS)表征與結(jié)果分析
4.4.6 一維NiS@MoS_2電極材料的電化學表征與結(jié)果分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
本文的特色與創(chuàng)新點
參考文獻
攻讀碩士期間的研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Hierarchical Porous RGO/PEDOT/PANI Hybrid for Planar/Linear Supercapacitor with Outstanding Flexibility and Stability[J]. Fuwei Liu,Luoyuan Xie,Li Wang,Wei Chen,Wei Wei,Xian Chen,Shaojuan Luo,Lei Dong,Qilin Dai,Yang Huang,Lei Wang. Nano-Micro Letters. 2020(02)
[2]新型電解質(zhì)可以提高超級電容器的性能[J]. 靳愛民. 石油煉制與化工. 2019(12)
[3]超級電容器研究展望——范壯軍教授專訪[J]. 《物理化學學報》編輯部. 物理化學學報. 2020(02)
[4]超級電容器研究進展[J]. 肖謐,宿玉鵬,杜伯學. 電子元件與材料. 2019(09)
[5]Visible light-driven organic photochemical synthesis in China[J]. Yiyun Chen,Liang-Qiu Lu,Da-Gang Yu,Cheng-Jian Zhu,Wen-Jing Xiao. Science China(Chemistry). 2019(01)
[6]Toward Enhancing Wearability and Fashion of Wearable Supercapacitor with Modified Polyurethane Artificial Leather Electrolyte[J]. Yan Huang,Zijie Tang,Zhuoxin Liu,Jun Wei,Hong Hu,Chunyi Zhi. Nano-Micro Letters. 2018(03)
[7]柔性超級電容器電極材料與器件研究進展[J]. 葉星柯,周乾隆,萬中全,賈春陽. 化學通報. 2017(01)
[8]基于碳材料的可伸縮型超級電容器的研究進展(英文)[J]. 張熙悅,張昊喆,林子琦,于明浩,盧錫洪,童葉翔. Science China Materials. 2016(06)
[9]超級電容器及其在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 王超,蘇偉,鐘國彬,魏增福,徐凱琪. 廣東電力. 2015(12)
[10]儲能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的研究綜述[J]. 艾欣,董春發(fā). 現(xiàn)代電力. 2015(05)
博士論文
[1]高性能電極材料及新型非對稱超級電容器的研究[D]. 趙翠梅.吉林大學 2014
本文編號:3633866
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