一种基于PPY/GO膜电极的柔性超级电容器研究

发布时间：2021-12-17 08:31

　　未来的发展趋向于柔性能量和显示装置,并用于可穿戴电子、电子报纸、手腕移动电话、弯曲屏幕和其他柔性小工具的新兴领域。然而设计能够实现具有长循环稳定性的高能量和功率输送的高效、柔性的能量存储系统仍然是一个挑战。柔性超级电容器,与其他能量存储系统相比,在各个性能方面都具有一定的优势,而且可以方便的集成在不同的柔性器件之中,这对柔性电子领域的发展有着很大的推动作用。其中,石墨烯（GO）,有着很好的弹性和电子特征,是一种结构非常稳定的电极材料。导电聚合物聚吡咯（PPy）的合成工艺简单、成本较低、柔性好、具有可逆的氧化还原特性,是理想的导电材料。另外具有高电导率、宽电化学稳定窗口的电解质也是提高柔性超级电容器性能的关键。而聚乙烯醇（PVA）,具有很好的成膜性和稳定性,以PVA为基底制备的凝胶聚合物电解质,具有较高的离子电导率和优良的电化学性能,因此备受关注。本文从柔性超级电容器的制备角度出发,研究了在柔性基底—轻质聚氯乙烯（PVC）上电极结构的制备,结合Ansys仿真软件,对柔性电极进行电场和容值的仿真,并对柔性超级电容器的两个关键部分,膜电极功能材料以及电解质进行了改性研究。将PPy与石墨烯进行... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 柔性超级电容器概述
        1.2.1 柔性超级电容器储能原理
        1.2.2 柔性超级电容器特点
        1.2.3 柔性超级电容器应用
    1.3 柔性超级电容器国内外研究进展
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 电极材料的研究
    1.5 凝胶电解质的研究
        1.5.1 凝胶电解质的分类
        1.5.2 凝胶电解质的应用现状
    1.6 论文主要研究内容
2 柔性电极容值的仿真
    2.1 引言
    2.2 电极结构的研究
    2.3 电极容值的ANSYS仿真
        2.3.1 方案设计
        2.3.2 仿真优化
    2.4 本章小结
3 柔性电极的制备及性能表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料及仪器
        3.2.2 3D打印掩膜板
        3.2.3 电极的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 电极的形貌表征
        3.3.2 电极的电化学性能表征
    3.4 本章小结
4 PVA基凝胶电解质的制备及性能表征
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料及仪器
        4.2.2 PVA基凝胶电解质的制备及测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 电解质的形貌表征
        4.3.2 电解质的电化学性能表征
    4.4 本章小结
5 柔性超级电容器的组装及性能表征
    5.1 引言
    5.2 器件组装与测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 柔性超级电容器的循环伏安特性
        5.3.2 柔性超级电容器的阻抗特性
        5.3.3 柔性超级电容器的充放电特性
        5.3.4 柔性超级电容器的自放电特性
        5.3.5 柔性超级电容器的功率特性
        5.3.6 柔性超级电容器的温度特性
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果致谢
致谢



本文编号：3539756