羊毛毡基复合电极材料的制备与电容性能研究

发布时间：2024-02-20 21:40

　　近年来,提高能源利用率,减少资源、能源浪费成为各个行业的重要议题。在众多储能器件中,超级电容器凭借着其结构简单、无过充危险、充放电循环稳定性高的特点而被高度关注。能量密度是衡量储能器件性能的重要指标之一,而目前超级电容器的能量密度仍旧无法满足实际应用需求。本文从研发高比电容的电极材料入手,来提升超级电容器的能量密度。羊毛毡具有三维蓬松多孔结构和鳞片层结构,其化学结构单元主要为各种氨基酸,这种独特的物理和化学结构使羊毛毡适合作为电极活性物质的支撑骨架材料。因此,本文采用水热浸渍-热压法、原位化学氧化-热压法、双氧化剂夹心式氧化法,制备了高比电容的羧基化多壁碳纳米管@羊毛毡、聚吡咯@羊毛毡、羧基化多壁碳纳米管/聚吡咯@羊毛毡等复合电极材料。(1)充分利用羊毛毡3D蓬松多孔的物理结构,以及其由大量氨基酸构成的化学结构,并且通过水热浸渍处理激发羊毛纤维定向摩擦效应,制备了高负载量的羧基化多壁碳纳米管@羊毛毡三维复合电极,而后采用热压技术将其热压成二维复合电极,并探索其超级电容性能。微观表征和性能测试表明,羊毛毡3D蓬松多孔结构使羧基化多壁碳纳米管顺利进入羊毛毡骨架内部,另外,羊毛角蛋白与羧基化...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1超级电容器组成结构

第1章绪论1第1章绪论1.1超级电容器概述近年来，超级电容器凭借着其结构简单、无过充危险、充放电循环稳定性高的特点而在储能领域发挥了巨大作用。超级电容器是介于传统电容器与蓄电池之间的一种新型储能器件，传统电容器功率密度极大，而且可反复充放电达105次以上，但其能量密度极低，无法有....

图1.2纺织品基电极和纺织品基超级电容器的分类

第1章绪论5图1.2纺织品基电极和纺织品基超级电容器的分类Fig.1.2Classificationoftextile-basedelectrodesandtextile-basedsupercapacitors纺织品基电极有多种分类方法，按形态分，可分为二维织物基和一维纤维（纱....

图1.3羊毛纤维结构示意图[72][7]

将石墨毡浸泡吡咯单体，而后在KMnO4/HCl中50℃反应1h，制备了比电容为821Fg-1的复合电极，Hu等[17]将单壁碳纳米管（SWCNTs）膜先浸泡于吡咯单体（Py）/乙醇中、后加入KMnO4的一步一浴法制备了SWCNTs/MnO2/PPy复合膜电极，比电容为351Fg-....

图2.1片阻测试示意图

第2章实验部分19将样品剪成4ⅹ4cm2的正方形，用2个铜夹（宽度大于4cm以与样品充分接触）分别夹住样品两端，分别连接电化学工作站的工作电极端和辅助电极端，在线性伏安扫描模式下记录I-U曲线（电压范围为0-1V），根据R=U/I、电阻特性以及片阻的定义，该曲线斜率的倒数即为该样....

本文编号：3904559