纺织基石墨烯柔性超级电容器构筑及其智能可穿戴性能研究

发布时间：2025-01-17 13:05

　　近年来,由于人工智能传感系统和能量传输-存储系统的巨大需求,智能可穿戴纺织品得到快速发展,并成为目前的研究热点之一。智能纺织品通常可分为两类:智能传感纺织品和柔性储能纺织品,而在智能纺织品应用中,制备具有高度柔性的超级电容器及与纺织品的无缝集成是其中最为重要的因素,因此,目前已有大量柔性材料被作为基体材料来制备柔性超级电容器,比如纸、海绵、薄膜、纤维、织物及其他柔性材料。其中,在所有这些材料之中,由于纺织织物独特的纺织结构、优异的柔性性能和弹性性能,以及与服装之间无缝融合的特点,被认为是制备可穿戴柔性超级电容器最为完美的材料,也因此成为目前柔性超级电容器领域中的研究热点。由于纺织基二维柔性超级电容器的储能性能高低与所使用纺织基材密切相关,而活性材料往往只能以平面片状涂层的形式存在于传统纺织织物表面,因此使得纺织基柔性超级电容器的性能受到限制。因此,通过选用更疏松多孔、具有更大活性材料接触面积的纺织织物来制备柔性超级电容器可有效地提高组装器件的能量存储性能。本文通过对织物电极进行结构设计,制备并组装了基于纤维素无纺布和多维分层织物的织物基柔性超级电容器,通过多种电化学活性材料与纺织织物之间...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1（a）超级电容器示意图，（b）双电层电容器储能机理示意图，（c）赝电容器储能机理示意图[8]

青岛大学硕士学位论文21.2纺织基柔性超级电容器超级电容器也称为电化学电容器，是介于传统平板电容器和电池之间的一种能量存储装置，由电极、电解质、绝缘膜、集流体等部件组成[8]。与电池和常规电容器相比，超级电容器具有相对较高的功率密度和能量密度，同时具有更为稳定的工作性能和循环稳定....

图1.2（a）纤维基柔性超级电容器示意图，（b）织物基柔性超级电容器示意图

青岛大学硕士学位论文4图1.2（a）纤维基柔性超级电容器示意图，（b）织物基柔性超级电容器示意图1.2.1纤维基柔性超级电容器纤维基柔性超级电容器是由具有高导电性和电化学活性的功能改性纤维组装而成的纤维型超级电容器，具有独特的一维线型结构、可弯曲、可编织等特点，同时其优异的能量存....

图1.3镍/氧化石墨烯改性纤维基并列型柔性超级电容器的（a）结构示意图及（b）其应用的数码照片[2]，（c）多孔还原氧化石墨烯纤维基柔性超级电容器制备示意图

青岛大学硕士学位论文6等[31]模仿丝瓜蔓结构设计了一种具有超拉伸性能的柔性纤维状超级电容器，他们通过电沉积的方法将湿法纺丝法制得的CNT纤维上面，在并列制备固态超电容器之后，呈螺旋状缠绕在共聚酯纤维上，用这种方法制备的超级电容器具有极为优异的拉伸性能，在拉伸到850%的情况下仍....

图1.4金箔/聚吡咯涤纶织物基柔性超级电容器的（a）示意图及（b）电化学性能图[32]，石墨烯/聚苯胺改性碳织物基柔性超级电容器的（c）制备流程示意图及（d）电化学性能图

青岛大学硕士学位论文8然后通过电沉积的方法将聚吡咯沉积到处理织物表面制备了复合材料织物电极，所组装的可穿戴柔性超级电容器展现出优异的电化学性能，最大比电容可达17.14mF/cm2，并具有良好的充放电稳定性能[32]。更重要的是，由于这种独特的金箔烫金布结构，所制备的超级电容器器....

本文编号：4028102