甲基磺酸电解质在MXenes基中的应用
发布时间：2020-12-18 18:57
能源对人类发展至关重要。化石能源的消耗和生产严重影响了世界经济的发展和生态的平衡。随着对环保、高性能、可再生能源存储设备的需求不断增长,电化学能源已成为清洁能源组合中必不可少的一部分。超级电容器由于高比电容,长使用寿命,高功率密度,自然环保,低功耗,无记忆效应,安全等优点得到了众多关注。MXenes因其金属导电性和亲水性,过渡金属氧化物及其表面末端的官能团均可发生氧化还原反应等特性,在众多电极材料中脱颖而出。截止到现在已有多种MXenes材料被研究人员研制出,其中Ti3C2Tx,Ti2CTx,Mo2CTx,Mo1.33CTx,Nb4C3Tx和V2CTx都已被应用于超级电容器。Ti3C2Tx是被研究最多的MXene材料,...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
是（A）静电电容器，（B）双电层电容器，（C）赝电容电容器和（D）混合电容器的示意图
第一章绪论8命长（循环2万次，无容量衰减）等诸多优点。[49]图1.2现有实验合成的MXenes结构和化学式Fig.1.2StructureandChemicalFormulaofMXenesObtainedExperimentallySoFar[50]1.4超级电容器电解质的概述电解质是超级电容器的重要组成部分，对器件的能量密度、功率密度、内阻，倍率性能，工作温度范围，循环寿命，自放电和毒性等性能起着至关重要的作用（如图1.2所示）。电解质分：液态电解质和固态/准固态电解质。电解质的本征性质包括：（a）离子的类型和大小；（b）离子浓度和溶剂；（c）离子和溶剂之间的反应；（d）电解质和电极材料之间的相互作用和（e）电压窗口，这些都会影响电容器的电化学性能和实际应用效果。
第一章绪论9图1.3电解质在超级电容器性能中的作用Fig.1.3EffectsoftheelectrolyteontheESperformance.[1]1.4.1液态电解质一般来说，液体电解质可以进一步归类水电解质、有机电解质和离子液体(ILs)，1.4.1.1水系电解质水系电解质至今无法大规模商用的原因是使用这种电解质的超级电容器能量密度较低，无法满足人们的实际需求；但仍有大量工作者从事对水系电解质的研究，这是因为这种电解质价格低廉，并且工作人员可在实验室开放环境中制备组装无需特殊外部环境。与之相比，有机电解质和离子电解质通常需要严格控制水氧条件，需要较为苛刻的外部环境。水系电解质都具有高电导率，（例如，在25℃时1MH2SO4约为0.8Scm-2）比有机和离子电解质至少高一个数量级，电解质高电导率可以很好的降低阻抗，从而减少在电力输送中的能量损耗。水系电解质的通常要考虑阴阳离子及其水合物粒子尺寸大小以及离子的迁移率，同时电解液的电压窗口和腐蚀程度也应考虑在内。一般条件下，水系电解质可分为酸性，碱性和中性溶液。如前所述，水系电解质主要缺点是相对窄的电压窗口（受水分解的限制），例如析氢反应发生在负电位约为0V（vs.SHE）时，析氧反应在正电位约为1.23V，因此使用水系电
【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent advances in graphene-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage[J]. Zhong-Shuai Wu,Xinliang Feng,Hui-Ming Cheng. National Science Review. 2014(02)
[2]电解质浓度和温度对活性炭电容性能的影响(英文)[J]. 田颖,阎景旺,薛荣,衣宝廉. 物理化学学报. 2011(02)
硕士论文
[1]二维层状储能材料Ti3C2Tx的储能机理研究[D]. 牟鑫鹏.吉林大学 2019
本文编号：2924439
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
是（A）静电电容器，（B）双电层电容器，（C）赝电容电容器和（D）混合电容器的示意图
第一章绪论8命长（循环2万次，无容量衰减）等诸多优点。[49]图1.2现有实验合成的MXenes结构和化学式Fig.1.2StructureandChemicalFormulaofMXenesObtainedExperimentallySoFar[50]1.4超级电容器电解质的概述电解质是超级电容器的重要组成部分，对器件的能量密度、功率密度、内阻，倍率性能，工作温度范围，循环寿命，自放电和毒性等性能起着至关重要的作用（如图1.2所示）。电解质分：液态电解质和固态/准固态电解质。电解质的本征性质包括：（a）离子的类型和大小；（b）离子浓度和溶剂；（c）离子和溶剂之间的反应；（d）电解质和电极材料之间的相互作用和（e）电压窗口，这些都会影响电容器的电化学性能和实际应用效果。
第一章绪论9图1.3电解质在超级电容器性能中的作用Fig.1.3EffectsoftheelectrolyteontheESperformance.[1]1.4.1液态电解质一般来说，液体电解质可以进一步归类水电解质、有机电解质和离子液体(ILs)，1.4.1.1水系电解质水系电解质至今无法大规模商用的原因是使用这种电解质的超级电容器能量密度较低，无法满足人们的实际需求；但仍有大量工作者从事对水系电解质的研究，这是因为这种电解质价格低廉，并且工作人员可在实验室开放环境中制备组装无需特殊外部环境。与之相比，有机电解质和离子电解质通常需要严格控制水氧条件，需要较为苛刻的外部环境。水系电解质都具有高电导率，（例如，在25℃时1MH2SO4约为0.8Scm-2）比有机和离子电解质至少高一个数量级，电解质高电导率可以很好的降低阻抗，从而减少在电力输送中的能量损耗。水系电解质的通常要考虑阴阳离子及其水合物粒子尺寸大小以及离子的迁移率，同时电解液的电压窗口和腐蚀程度也应考虑在内。一般条件下，水系电解质可分为酸性，碱性和中性溶液。如前所述，水系电解质主要缺点是相对窄的电压窗口（受水分解的限制），例如析氢反应发生在负电位约为0V（vs.SHE）时，析氧反应在正电位约为1.23V，因此使用水系电
【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent advances in graphene-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage[J]. Zhong-Shuai Wu,Xinliang Feng,Hui-Ming Cheng. National Science Review. 2014(02)
[2]电解质浓度和温度对活性炭电容性能的影响(英文)[J]. 田颖,阎景旺,薛荣,衣宝廉. 物理化学学报. 2011(02)
硕士论文
[1]二维层状储能材料Ti3C2Tx的储能机理研究[D]. 牟鑫鹏.吉林大学 2019
本文编号：2924439
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