超级电容器纸隔膜制备及其性能研究
发布时间：2023-02-26 11:42
超级电容器是一种功率密度大、充放电效率高、循环使用寿命长、工作环境温度范围广的一类绿色新型储能设备。隔膜作为超级电容器的关键组成构件,其主要作用是隔离正负极、在充放电过程中作为离子转移运输的通道导通电子。本论文优选具有皮芯结构的LW纤维为主要原料,制备超级电容器纸隔膜。研究了微纤化纤维素纤维的制备技术,对比探究低浓打浆、高浓磨浆方式以及打浆度对LW微纤化纤维制备的影响。发现打浆处理促进了纸基隔膜机械强度的提高,低浓打浆能够制得分丝帚化效果较好的LW微纤化纤维浆料,但LW微纤化纤维卷曲变形严重;高浓磨浆处理后的纤维分丝帚化效果良好,无明显卷曲现象,制备的纸隔膜强度性能也大幅提升。综合比较认为,经高浓磨浆后打浆度为85°SR的LW微纤化纤维能够作为制备超级电容器纸隔膜的主要原料。选用具有较高长径比的龙须草纤维、竹浆纤维、麻浆纤维和对位芳纶短切纤维与LW微纤化纤维复配,试验对比纸隔膜物理性能的结果。LW微纤化纤维与打浆度为40°SR的龙须草纤维复配,能够有效提高纸隔膜的抗张强度(0.67 kN/m)和孔隙率(69%)。引入微纤丝纤维素纤维(MFC),通过对比MFC纤维的不同加入方式发现,当采...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 超级电容器
1.2 超级电容器隔膜
1.2.1 超级电容器隔膜的性能要求
1.2.2 超级电容器隔膜的分类及研究进展
1.2.2.1 合成高分子聚合物隔膜
1.2.2.2 静电纺丝隔膜
1.2.2.3 生物质隔膜
1.2.3 纸基超级电容器隔膜
1.2.3.1 纸基超级电容器隔膜优势
1.2.3.2 纸基超级电容器隔膜目前研究中存在的问题
1.3 纳米纤维素纤维应用于超级电容器纸隔膜
1.3.1 纳米纤维素纤维性质及其制备
1.3.2 纳米纤维素纤维应用于造纸工业的研究现状
1.3.3 纳米纤维素纤维应用于超级电容器纸隔膜的优势
1.4 本文研究内容及意义
第2章 纸隔膜用微纤化纤维制备工艺探究
2.1 引言
2.2 试验
2.2.1 试验原料及仪器
2.2.2 微纤化纤维制备
2.2.2.1 低浓打浆
2.2.2.2 高浓打浆
2.2.3 纸隔膜及纤维浆料物理性能检测
2.2.3.1 纸隔膜物理性能检测
2.2.3.2 纤维浆料及纸隔膜表观形貌分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 低浓打浆对纸隔膜性能的影响
2.3.2 高浓打浆对纸隔膜性能的影响
2.4 小结
第3章 不同类型纤维复配制备纸隔膜的工艺探究
3.1 引言
3.2 试验
3.2.1 试验原料及试验仪器
3.2.2 LW微纤化纤维复配龙须草纤维制备纸隔膜
3.2.3 LW微纤化纤维复配其他纤维制备纸隔膜
3.3 试验结果和讨论
3.3.1 打浆度对龙须草纤维纸张物理性能的影响
3.3.2 龙须草纤维配比对纸隔膜物理性能的影响
3.3.3 竹纤维、麻浆纤维、对位芳纶纤维复配对纸隔膜物理性能的影响
3.3.4 自制纸隔膜与NKK隔膜物理性能对比
3.4 小结
第4章 改性龙须草/MFC/LW微纤化纤维制备纸隔膜的工艺探究
4.1 引言
4.1.1 NaOH与纤维素反应机理
4.1.2 纤维素羧乙基化反应机理
4.2 试验
4.2.1 试验原料及仪器
4.2.2 LW微纤化纤维/龙须草/MFC复合纸隔膜的制备
4.2.3 LW微纤化纤维/改性龙须草@MFC复合纸隔膜的制备
4.2.3.1 NaOH改性龙须草
4.2.3.2 羧乙基化改性龙须草
4.2.4 MFC作为涂料应用于微纤化纤维/龙须草复合纸隔膜的制备
4.3 试验结果和讨论
4.3.1 浆内添加不同浓度MFC对纸隔膜性能的影响
4.3.2 N-龙须草纤维@MFC纤维复合体添加量对纸隔膜性能的影响
4.3.3 M-龙须草纤维@MFC纤维复合体添加量对纸隔膜性能的影响
4.3.4 MFC涂布量对纸隔膜性能的影响
4.4 小结
第5章 纸隔膜对超级电容器电化学性能影响因素探究
5.1 引言
5.2 试验
5.3 试验方法
5.3.1 超级电容器的制备
5.3.2 电化学性能测试
5.4 试验结果和讨论
5.4.1 纸隔膜厚度对超级电容器电化学性能的影响
5.4.2 纸隔膜结构对超级电容器电化学性能的影响
5.5 小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 本论文的创新点
6.3 论文展望
参考文献
攻读硕士期间发表论文情况
致谢
本文编号：3750395
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 超级电容器
1.2 超级电容器隔膜
1.2.1 超级电容器隔膜的性能要求
1.2.2 超级电容器隔膜的分类及研究进展
1.2.2.1 合成高分子聚合物隔膜
1.2.2.2 静电纺丝隔膜
1.2.2.3 生物质隔膜
1.2.3 纸基超级电容器隔膜
1.2.3.1 纸基超级电容器隔膜优势
1.2.3.2 纸基超级电容器隔膜目前研究中存在的问题
1.3 纳米纤维素纤维应用于超级电容器纸隔膜
1.3.1 纳米纤维素纤维性质及其制备
1.3.2 纳米纤维素纤维应用于造纸工业的研究现状
1.3.3 纳米纤维素纤维应用于超级电容器纸隔膜的优势
1.4 本文研究内容及意义
第2章 纸隔膜用微纤化纤维制备工艺探究
2.1 引言
2.2 试验
2.2.1 试验原料及仪器
2.2.2 微纤化纤维制备
2.2.2.1 低浓打浆
2.2.2.2 高浓打浆
2.2.3 纸隔膜及纤维浆料物理性能检测
2.2.3.1 纸隔膜物理性能检测
2.2.3.2 纤维浆料及纸隔膜表观形貌分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 低浓打浆对纸隔膜性能的影响
2.3.2 高浓打浆对纸隔膜性能的影响
2.4 小结
第3章 不同类型纤维复配制备纸隔膜的工艺探究
3.1 引言
3.2 试验
3.2.1 试验原料及试验仪器
3.2.2 LW微纤化纤维复配龙须草纤维制备纸隔膜
3.2.3 LW微纤化纤维复配其他纤维制备纸隔膜
3.3 试验结果和讨论
3.3.1 打浆度对龙须草纤维纸张物理性能的影响
3.3.2 龙须草纤维配比对纸隔膜物理性能的影响
3.3.3 竹纤维、麻浆纤维、对位芳纶纤维复配对纸隔膜物理性能的影响
3.3.4 自制纸隔膜与NKK隔膜物理性能对比
3.4 小结
第4章 改性龙须草/MFC/LW微纤化纤维制备纸隔膜的工艺探究
4.1 引言
4.1.1 NaOH与纤维素反应机理
4.1.2 纤维素羧乙基化反应机理
4.2 试验
4.2.1 试验原料及仪器
4.2.2 LW微纤化纤维/龙须草/MFC复合纸隔膜的制备
4.2.3 LW微纤化纤维/改性龙须草@MFC复合纸隔膜的制备
4.2.3.1 NaOH改性龙须草
4.2.3.2 羧乙基化改性龙须草
4.2.4 MFC作为涂料应用于微纤化纤维/龙须草复合纸隔膜的制备
4.3 试验结果和讨论
4.3.1 浆内添加不同浓度MFC对纸隔膜性能的影响
4.3.2 N-龙须草纤维@MFC纤维复合体添加量对纸隔膜性能的影响
4.3.3 M-龙须草纤维@MFC纤维复合体添加量对纸隔膜性能的影响
4.3.4 MFC涂布量对纸隔膜性能的影响
4.4 小结
第5章 纸隔膜对超级电容器电化学性能影响因素探究
5.1 引言
5.2 试验
5.3 试验方法
5.3.1 超级电容器的制备
5.3.2 电化学性能测试
5.4 试验结果和讨论
5.4.1 纸隔膜厚度对超级电容器电化学性能的影响
5.4.2 纸隔膜结构对超级电容器电化学性能的影响
5.5 小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 本论文的创新点
6.3 论文展望
参考文献
攻读硕士期间发表论文情况
致谢
本文编号：3750395
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3750395.html
