石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其柔性全固态超级电容器的研究

发布时间：2022-12-06 06:41

　　随着经济快速地发展,能源需求日益加剧,以及处于主导地位的不可再生能源的加速消耗,引起了严重的环境问题。开发新型储能装置,使其同时具备高的能量密度、高的功率密度和长的循环寿命成为迫切解决的科研难题,受到越来越多的科研工作者关注。目前以锂电池、超级电容器为代表的新型绿色储能装置,受到了众多研发人员的青睐。但是由于其能量密度较低,并在存储相同能量的条件下,超级电容器往往在质量和体积方面存在劣势与不足,这对于日益兴起的智能电子设备、交通运输工具、坦克与导弹等军事装备、野外作业、空中飞行器等极其不利。如何提高新型储能设备的能量密度、循环稳定性和功率密度,以及降低其生产成本,已经成为科研工作者需要解决和攻关的课题。众所周知,高功率密度和较长的循环寿命是超级电容器最显著的优点,但其能量密度较低的问题仍需要解决。如何在确保不损失功率密度的同时,提高能量密度,成为解决问题的关键。基于能量密度公式（E=CV~2/2）我们可以看出,提高能量密度的途径有两个:提高比电容和增大工作电位窗口。而电极材料是影响超级电容器的比电容的关键因素。为此基于我们课题组的实验条件和研究背景,我们开展了一下实验。本论文主要以提高... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器的特点
        1.2.2 超级电容器的结构与组成
    1.3 超级电容器的分类与原理
        1.3.1 双电层超级电容器（EDLC）
        1.3.2 赝电容超级电容器（pseudocapacitor）
        1.3.3 复合超级电容器
    1.4 超级电容器的常见类型
        1.4.1 平板型超级电容器
        1.4.2 卷绕型超级电容器
        1.4.3 柔性全固态超级电容器
    1.5 石墨烯材料的研究进展
        1.5.1 石墨烯的结构与性质
        1.5.2 石墨烯的合成方法与在超级电容器中的应用
    1.6 石墨烯/聚苯胺复合材料的研究进展
        1.6.1 聚苯胺的结构与性质
        1.6.2 石墨烯/聚苯胺复合材料的合成方法与在超级电容器中的应用
    1.7 本论文选题目的及研究内容
第二章 实验设备及测试方法
    2.1 实验所用试剂及仪器
        2.1.1 实验所用试剂
        2.1.2 实验所用仪器设备
    2.2 超级电容电极材料的电化学性能测试方法及表征手段
        2.2.1 电化学性能测试方法
        2.2.2 电化学性能表征手段
第三章 不同条件下对石墨烯的制备与电化学性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 三维石墨烯的合成方法
        3.2.2 表征手段
        3.2.3 实验涉及计算
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 石墨烯的微观形貌表征
        3.3.2 石墨烯电极材料的电化学性能表征
    3.4 本章小结
第四章 阵列状PANI/石墨烯气凝胶柔性全固态超级电容器的制备与电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 三维石墨烯气凝胶（3D rGO）的合成
        4.2.2 柔性 3D rGO/PANI复合材料的电沉积过程
        4.2.3 表征手段
        4.2.4 实验涉及的计算公式
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 材料形貌与组分的表征
        4.3.2 材料的电化学测试表征
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
作者简介
攻读硕士期间所取得的学术成果
致谢



本文编号：3711274