高强度聚苯胺导电水凝胶的设计及其在柔性超级电容器中的应用

发布时间：2021-06-10 20:34

　　柔性超级电容器由于其具备高功率密度、中等能量密度、快速充放电、好的循环稳定性和机械柔韧性等众多优势,成为柔性电子设备的一种有前途的供能设备。柔性超级电容器制备的关键环节是柔性电极材料的设计和开发。目前,柔性电极的传统制备方法是将电化学活性物质转移或者覆盖到不具有电化学活性的柔性基底上面。然而,这些制备方法繁琐、生产成本高。这些非导电的基底物质占据了超级电容器很大的质量和体积,对柔性电子设备的整体性能不利。导电聚合物水凝胶（CPHs）具有三维网状的结构,其自身可以维持很大的机械形变,可以作为一种电极材料应用于柔性超级电容器领域当中。然而,大多数现有的CPHs的力学性能通常比较差,CPHs的机械性能和电化学稳定性也有待改善。本论文主要集中于高强度聚苯胺聚乙烯醇导电水凝胶的设计与制备以及其在柔性超级电容器领域中的应用研究。本论文对如何设计高强度高电化学活性的CPHs提供了新的思路和方法,对CPHs在柔性超级电容器领域中的应用起到了重要的指导作用。本论文包括以下几方面内容:（1）以动态硼酸酯键为化学交联点将刚性聚苯胺（PANI）高分子链和柔性聚乙烯醇（PVA）高分子链在分子尺度上进行超分子自组... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１不同能量储存装置的能量密度和功率密度图，即Ｒａｇｏｎｅ图??超级电容器，又称作电化学超级电容器，是介于传统电容器和电池的一种新??

高功率密度、高循环稳定性和长循环寿命，能够在极端温度和环境工作等优秀的??特性。因此，超级电容器在清洁能源、智能电网、交通运输、电动汽车、无线通??信、航空航天、军事、消费电子等领域［１，４１应用广泛（图１．２）。??■■■■■■■■■■■■■??丄一——??ｓｓｉｓｉｓｉｉｗ??國?ＩＫｉ??图１．２超级电容器具有广泛的应用前景??３?Ｃｏｒｔｄｙｃｆｔｖｅ?ｙＳｈｒｔｉ?ｆｃ）?Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｗｉｒｅ??Ｓｅｐ＾?｜￣Ｃｕｒ＾ｃｏＢｅｃｔｏｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｍａＪｅｒｉａｉ?、?＾Ｌｒ〇ｆ??．?，．＇?．?．．?＇?．?．：?＇?＇?■?？??Ｂｅｉｄｒｏｌｙｔｅ?‘?‘?Ｅｔｅｃｔｒｏｄ？?ｍａｔｅｎａＪ?Ｂｄｄｒｏ＾ｙｌ＊??Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ?ＳＣ?Ｆｌｅｘｉｂｌｅ?ＳＣ??图１．３传统超级电容器与柔性超级电容器的结构对比示意图??近年来，柔性电子学得到了飞速的发展，这就要求电子设备向着轻型化、微??型化、可穿戴、柔性、便携式的方向发展，例如可卷曲显示屏、电子纸、“流体”??智能手机和三星ＯＬＥＤ柔性屏幕等等［５４］。超级电容器作为电子产品的主要供能??设备之一。为了更加适应柔性电子学的发展要求，设计并开发出与之相匹配的柔??２??

高功率密度、高循环稳定性和长循环寿命，能够在极端温度和环境工作等优秀的??特性。因此，超级电容器在清洁能源、智能电网、交通运输、电动汽车、无线通??信、航空航天、军事、消费电子等领域［１，４１应用广泛（图１．２）。??■■■■■■■■■■■■■??丄一——??ｓｓｉｓｉｓｉｉｗ??國?ＩＫｉ??图１．２超级电容器具有广泛的应用前景??３?Ｃｏｒｔｄｙｃｆｔｖｅ?ｙＳｈｒｔｉ?ｆｃ）?Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｗｉｒｅ??Ｓｅｐ＾?｜￣Ｃｕｒ＾ｃｏＢｅｃｔｏｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｍａＪｅｒｉａｉ?、?＾Ｌｒ〇ｆ??．?，．＇?．?．．?＇?．?．：?＇?＇?■?？??Ｂｅｉｄｒｏｌｙｔｅ?‘?‘?Ｅｔｅｃｔｒｏｄ？?ｍａｔｅｎａＪ?Ｂｄｄｒｏ＾ｙｌ＊??Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ?ＳＣ?Ｆｌｅｘｉｂｌｅ?ＳＣ??图１．３传统超级电容器与柔性超级电容器的结构对比示意图??近年来，柔性电子学得到了飞速的发展，这就要求电子设备向着轻型化、微??型化、可穿戴、柔性、便携式的方向发展，例如可卷曲显示屏、电子纸、“流体”??智能手机和三星ＯＬＥＤ柔性屏幕等等［５４］。超级电容器作为电子产品的主要供能??设备之一。为了更加适应柔性电子学的发展要求，设计并开发出与之相匹配的柔??２??


本文编号：3223077