棉织物基柔性电极的设计、制备及其电化学性能研究

发布时间：2023-06-05 00:26

　　随着社会的迅速发展,人们对高效的电化学能源存储和转换装置的需求日益增加,新型电极材料的结构设计也在不断推进。所以,目前所选用的电极材料不仅要表现出优异的电化学性能,而且要具有良好的可裁剪性、机械稳定性和环境友好性。本论文使用棉织物作为柔性电极基底材料,通过对其表面进行电化学修饰,显著地改善了电极的电化学性能,具体研究工作如下:(1)通过原位聚合法和电化学沉积法在化妆棉(CPs)表面先后生长聚吡咯(PPy)和二氧化锰(MnO₂)超薄纳米片,成功地制备了PCPs@MnO₂复合电极材料。其中PPy层不仅提高了CPs的导电性,而且提供了大量的电化学活性位点。因此,基于PCPs@MnO₂电极材料的可穿戴超级电容器表现出了优异的电化学性能。在电流密度为1 mA cm^-2时,器件的面积比电容高达1.21 F cm^-2。并且,经过5000次多倍率循环充放电后,面积比电容仍然可以保持88%。(2)利用溶液法在PCPs表面生长金属有机骨架化合物(ZIF-67)阵列,随后通过离子交换/刻蚀的方法将Z...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 可穿戴超级电容器的概述
        1.2.1 双电层电容器
        1.2.2 赝电容超级电容器
        1.2.3 混合型超级电容器
    1.3 电催化析氧反应的概述
        1.3.1 析氧反应简介
        1.3.2 析氧反应电催化剂
    1.4 织物基柔性电极的研究现状
        1.4.1 基于碳材料/织物的柔性电极
        1.4.2 基于金属/织物的柔性电极
        1.4.3 基于导电聚合物/织物的柔性电极
        1.4.4 基于二维材料/织物的柔性电极
    1.5 本课题的研究目的和研究内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
第2章 PCPs@MnO₂ 复合材料的制备及其电化学性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料与试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 样品的制备与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PCPs@MnO₂ 复合材料的物性表征
        2.3.2 PCPs@MnO₂ 复合材料的超电容性能分析
    2.4 本章小结
第3章 CoNi-LDH@PCPs复合材料的制备及其电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料与试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 样品的制备与表征
        3.2.4 第一性原理计算
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CoNi-LDH@PCPs复合材料的物性表征
        3.3.2 CoNi-LDH@PCPs复合材料的超电容性能分析
        3.3.3 CoNi-LDH@PCPs复合材料的析氧反应电催化性能分析
        3.3.4 CoNi-LDH@PCPs复合材料性能增强机制研究
    3.4 本章小结
第4章 MXene/CoNi-LDH/MXene-CPs复合材料的制备及其电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 原料与试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 样品的制备与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MXene/CoNi-LDH/MXene-CPs复合材料的物性表征
        4.3.2 MXene/CoNi-LDH/MXene-CPs复合材料的超电容性能分析
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果目录
致谢



本文编号：3831321