聚苯胺/氮化钛纳米阵列柔性复合电极的制备及其超电容性能研究

发布时间：2021-07-11 07:22

　　随着柔性/可折叠电子器件的发展,开发具有弯折稳定性的柔性储能器件已成为电化学储能领域研究的前沿之一。超级电容器具有高功率密度、短充电时间和长循环寿命等特点,无疑在此领域具有广阔的应用前景。作为超级电容器的核心部件,电极是决定超级电容器综合性能优劣的关键因素。因此,开发新一代高性能柔性电极材料对超级电容器的研究和应用具有重大意义。聚苯胺作为一种通用型导电聚合物,具有低成本,易于合成,相对高的理论电容量以及柔性特性,可以用于超级电容器柔性电极材料,但其较差的循环稳定性限制了其电化学性能的发挥。行之有效的方法是将聚苯胺跟其他各类电极材料复合后使用。另一方面,氮化钛材料具有优良的导电性能,并且有序阵列结构的氮化钛材料拥有利于荷电快速传输的通道,可获得优异的倍率性能,因此氮化钛纳米阵列有望成为一种新型电极材料应用于储能领域。本文旨在设计、制备基于氮化钛纳米阵列基底的聚苯胺柔性复合电极材料,分别以钛箔和碳纤维为柔性集流体来构建氮化钛纳米管和纳米线阵列材料,探索材料制备工艺、微观结构和电化学特性之间的联系。并在此基础上,从提高电极材料功率密度、能量密度和循环稳定性的角度去构建经优化设计的多元柔性复合... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器的工作原理
        1.2.2 超级电容器的性能
    1.3 柔性超级电容器
        1.3.1 柔性超级电容器的组成
        1.3.2 柔性电极材料
        1.3.3 柔性超级电容器的现状与问题
    1.4 阵列聚苯胺材料在超级电容器中的应用
        1.4.1 聚苯胺的结构性质与应用
        1.4.2 阵列聚苯胺纳米材料的制备方法
            1.4.2.1 原位聚合法
            1.4.2.2 电化学法
            1.4.2.3 模板技术
        1.4.3 聚苯胺基复合材料概况
    1.5 阵列钛材料在超级电容器中的应用
        1.5.1 氧化钛的结构性质与应用
        1.5.2 氧化钛阵列材料的制备
            1.5.2.1 氧化钛纳米管阵列的制备
            1.5.2.2 氧化钛纳米线阵列的制备
        1.5.3 氧化钛阵列材料的改性
        1.5.4 氮化钛阵列材料
    1.6 本论文的研究目的与内容
    参考文献
第二章 聚苯胺/氮化钛纳米管阵列的电化学电容性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 聚苯胺/氮化钛纳米管阵列材料的制备
        2.2.2 样品的结构表征
        2.2.3 样品的电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 聚苯胺/氮化钛纳米管阵列材料的制备过程分析
        2.3.2 聚苯胺/氮化钛纳米管阵列的形态特征和结构分析
        2.3.3 聚苯胺/氮化钛纳米管阵列的电化学性能分析
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 聚苯胺/氮化钛纳米线阵列复合材料的电容性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 聚苯胺/氮化钛纳米线阵列的制备
        3.2.2 样品的结构和形貌表征
        3.2.3 样品的电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 聚苯胺/氮化钛纳米线阵列的形态特征分析
        3.3.2 聚苯胺/氮化钛纳米线阵列的结构分析
        3.3.3 聚苯胺/氮化钛纳米线阵列的电化学性能分析
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 聚苯胺/氧化锰/氮化钛纳米线阵列的电容性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 聚苯胺/氧化锰/氮化钛纳米线阵列的制备
        4.2.2 样品的结构和形貌表征
        4.2.3 样品的电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 聚苯胺/氧化锰/氮化钛纳米线阵列的形态特征分析
        4.3.2 聚苯胺/氧化锰/氮化钛纳米线阵列复合材料的结构分析
        4.3.3 聚苯胺/氧化锰/氮化钛纳米线阵列复合材料的电化学性能分析
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 聚苯胺/碳层/氮化钛纳米线阵列的增强电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 聚苯胺/碳层/氮化钛纳米线阵列的制备
        5.2.2 样品的结构和形貌表征
        5.2.3 样品的电化学性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 聚苯胺/碳层/氧化钛纳米线阵列的形态特征分析
        5.3.2 聚苯胺/碳层/氮化钛纳米线阵列的结构分析
        5.3.3 聚苯胺/碳层/氮化钛纳米线阵列的电化学性能分析
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 全文总结和展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果
致谢



本文编号：3277623