納米纖維可穿戴的高性能的超級(jí)電容器的制備與研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-16 14:11
超級(jí)電容器,一種新型儲(chǔ)能元件,介于傳統(tǒng)電容器和鋰電池之間。與鋰電池比,它有著更高的功率密度;與傳統(tǒng)電容器比,有著更高的比電容。目前,超級(jí)電容器的遇到的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是低的能量密度、輕重量和柔韌性。基于上述問題,本論文分別制備了PEDOT:PSS/PAN紗線、PPY/PVDF紗線和PPY/PVDF@RGO紗線三種電極材料,優(yōu)化了它們的制備工藝并研究了電化學(xué)性能,得出如下結(jié)論:(1)采用化學(xué)鍍鎳,通過調(diào)節(jié)沉積時(shí)間,將鍍鎳棉紗的電阻降到1.01Ω/cm。通過共軛靜電紡和電化學(xué)沉積PPY,制備聚吡咯柔性電極材料。當(dāng)PVDF與石墨烯的比例為1:16時(shí),PVDF@GO納米纖維紗線總孔體積高達(dá)0.032 cm3 g-1,比表面積高達(dá)15.423 m2 g-1。經(jīng)過測(cè)試,發(fā)現(xiàn)PPGC-20紗線型電容器,具有高達(dá)18.26 F cm-3比容量。與不摻石墨烯的PPY-PVDF-20紗線型電容器相比,具有十分優(yōu)異的電化學(xué)性能。(2)在鍍鎳時(shí)間為9 h和PVDF與石墨烯的比例為1:16的基礎(chǔ)上,研究了不同電...
【文章來源】:中原工學(xué)院河南省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1雙電層電容器的工作機(jī)理圖
其摻雜和去摻雜的能力,以及伴隨著的氧化還原反應(yīng),來實(shí)現(xiàn)高度可儲(chǔ)與釋放。 柔性固態(tài)超級(jí)電容器1 柔性固態(tài)超級(jí)電容器的特點(diǎn)根據(jù)電容器結(jié)構(gòu)的不同,傳統(tǒng)超級(jí)電容器可分為兩類。一類是平板型,這類超級(jí)電容器多為為扭扣型,有時(shí)也會(huì)做成平板狀。例如 Econ多層平板串聯(lián)的超級(jí)電容器,可耐 300 V 以上的電壓。顯然,平板型存在著單片超級(jí)電容器工作電壓偏低的缺陷。另一類是繞卷型溶劑電超級(jí)電容器制備過程是,采用電活性材料,通過涂覆或者其他方法使流體基底上,最后通過繞制的方式對(duì)其密封封裝得到。這種方式組裝很高的比電容和功率密度。然而,盡管有著較高的電容容量,但由于、柔韌性差,顯然滿足不了柔性可穿戴超級(jí)電容器的需求。
.3 納米纖維氈上包覆聚吡咯,(a) PPy@c-NCFs、(b) PPy@u-NCFs、(c) PPy@a-NCF電鏡圖及其(d)孔徑分布曲線第二種方法雖然與第一種制作工藝類似,但是該方法旨在尋找一種新的電活性材料,具有很大的創(chuàng)新性。Hao 等人發(fā)現(xiàn)了經(jīng)過機(jī)械液相剝離的片狀顆粒具有很好的電學(xué)性能,于是以磁控濺射鉑(Pt)后的聚酯(P為基底,通過旋涂?jī)x使得黑磷納米顆粒均勻的涂覆在其上,制備出了柔料,通過組裝測(cè)試發(fā)現(xiàn),BP-ASSP 型超級(jí)電容器具有高達(dá) 45.8 F g-1的比容循環(huán) 30000 次后,僅有 28.2%的容量損失[43]。圖 1.4 為其制作示意圖。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電化學(xué)聚合單壁碳納米管/聚苯胺復(fù)合物的電容特性研究[J]. 崔淑坤. 曲阜師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(02)
[2]大容量高儲(chǔ)能密度電化學(xué)電容器的研究進(jìn)展[J]. 張丹丹,姚宗干. 電子元件與材料. 2000(01)
本文編號(hào):3345818
【文章來源】:中原工學(xué)院河南省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1雙電層電容器的工作機(jī)理圖
其摻雜和去摻雜的能力,以及伴隨著的氧化還原反應(yīng),來實(shí)現(xiàn)高度可儲(chǔ)與釋放。 柔性固態(tài)超級(jí)電容器1 柔性固態(tài)超級(jí)電容器的特點(diǎn)根據(jù)電容器結(jié)構(gòu)的不同,傳統(tǒng)超級(jí)電容器可分為兩類。一類是平板型,這類超級(jí)電容器多為為扭扣型,有時(shí)也會(huì)做成平板狀。例如 Econ多層平板串聯(lián)的超級(jí)電容器,可耐 300 V 以上的電壓。顯然,平板型存在著單片超級(jí)電容器工作電壓偏低的缺陷。另一類是繞卷型溶劑電超級(jí)電容器制備過程是,采用電活性材料,通過涂覆或者其他方法使流體基底上,最后通過繞制的方式對(duì)其密封封裝得到。這種方式組裝很高的比電容和功率密度。然而,盡管有著較高的電容容量,但由于、柔韌性差,顯然滿足不了柔性可穿戴超級(jí)電容器的需求。
.3 納米纖維氈上包覆聚吡咯,(a) PPy@c-NCFs、(b) PPy@u-NCFs、(c) PPy@a-NCF電鏡圖及其(d)孔徑分布曲線第二種方法雖然與第一種制作工藝類似,但是該方法旨在尋找一種新的電活性材料,具有很大的創(chuàng)新性。Hao 等人發(fā)現(xiàn)了經(jīng)過機(jī)械液相剝離的片狀顆粒具有很好的電學(xué)性能,于是以磁控濺射鉑(Pt)后的聚酯(P為基底,通過旋涂?jī)x使得黑磷納米顆粒均勻的涂覆在其上,制備出了柔料,通過組裝測(cè)試發(fā)現(xiàn),BP-ASSP 型超級(jí)電容器具有高達(dá) 45.8 F g-1的比容循環(huán) 30000 次后,僅有 28.2%的容量損失[43]。圖 1.4 為其制作示意圖。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電化學(xué)聚合單壁碳納米管/聚苯胺復(fù)合物的電容特性研究[J]. 崔淑坤. 曲阜師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(02)
[2]大容量高儲(chǔ)能密度電化學(xué)電容器的研究進(jìn)展[J]. 張丹丹,姚宗干. 電子元件與材料. 2000(01)
本文編號(hào):3345818
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