超级电容器电极材料及柔性器件研究

发布时间：2020-02-04 05:10

【摘要】：石油资源的消耗量日益增大以及汽车内燃机在燃烧石油时的尾气排放所引起的环境污染,这些问题一直是人们关注的重点。为了解决这些问题,国内外研究者一直致力于电动汽车以及混合动力电动汽车的开发,寻找出一种环境友好、充电速度快、性能稳定的能量储存系统的需求也越来越迫切。超级电容器(Supercapacitors),由于其高比容、环境友好、低成本、良好的循环性能以及迅速的充电过程等特点,倍受研究者关注。另外,随着便携式电子设备的快速发展,将微型电子设备运用到可穿戴设备或者作为生物植入物的可行性越来越大。用柔性电子器件来替代传统的硬质电子器件的重要性也愈加凸显,如何解决柔性电子设备的储能问题,是实现这些可能性的重要因素之一。因此关于柔性超级电容器的研究也很重要,其中微型超级电容器是近几年内柔性器件发展的一个重要方向。本文对超级电容器电极材料和柔性器件做了如下研究:(1)设计并制备了石墨烯/空心球状聚3,4-乙烯二氧噻吩(b-PEDOT)/多壁碳纳米管纳米复合材料。在多壁碳纳米管和b-PEDOT均匀分布在氧化石墨烯分散液中的前提下,通过对氧化石墨烯进行还原得到该复合材料,并对其形貌和电容性能进行了研究。恒电流充放电测试得出0.1 A g-1的电流密度下,其比电容达到225 F g-1。(2)设计并合成了一种名为氧化锰/b-PEDOT/多壁碳纳米管的复合材料,形貌表征和电化学测试说明该复合材料具有良好的结构和电容性能,在0.3 A g-1的电流密度下其比电容可以高达270 F g-1。(3)本论文设计并制备了一种新型低成本、简单易得、柔性的微型超级电容器。其制备方法适用于各种粉末状电极材料,本论文中是基于氧化锰/b-PEDOT/多壁碳纳米管复合材料的研究来进行测试说明的。该微型超级电容器在2 A g-1的电流密度下测试其比电容可达110 F g-1。
【图文】：

图 1-1 超级电容器的应用 是一种电量储存能力介于传统电容器和电池的新型说它具有更高的能量密度，一般为传统电容器的 10 理是利用绝缘介质隔离两个导电基底，在电容器两

一个新的分支，以使超级电容器的器件更加的轻薄和柔韧(图，电极材料分布在同一个平面内形成一种交叉指型的结构，中电解质离子的传输是在二维平面结构内进行的，减少了传膜结构。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM53

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本文编号：2576239