碳/MnO x 三维复合纳米纤维的制备及其电容性能研究
发布时间：2021-01-17 06:55
超级电容器是一种新型环保储能器件,具有能量密度高于传统电容器,功率密度高于二次电池的优点。在移动通信、便携式移动设备、电动汽车、航空航天等领域具有广阔的应用前景,对超级电容器的研究已成为储能领域研究的热点。电极材料的性能是决定超级电容器性能优劣的关键因素之一,选择合适的电极材料能显著提高超级电容器的电容性能。具有高比表面积和优异导电性的碳材料具有良好的电容性能,而过渡金属氧化物与电解液离子发生的赝电容反应赋予了其远高于碳材料的储电能力,成为了超级电容器电极材料研究的新方向。在众多过渡金属氧化物中,MnOx具有资源丰富、价格低廉、电化学窗口较宽、绿色环保和理论比电容高的优点,是一种理想的超级电容器电极材料。但导电性差的缺陷,限制了MnOx作为超级电容器电极材料的应用。为了克服这一缺点,目前已有大量将MnOx与碳材料制备成复合电极的报道,并取得了一定的进展。然而,当前报道的碳/MnOx电极基本都是碳与MnOx纳米结构的二维界面复合,在保证电极具有良好导电性的前提下MnOx负载量不能太高,且其复杂的合成工艺也不适合于实际生产。本论文通过简单的将乙酸锰添加到聚丙烯腈（PAN）溶液中作为静电纺丝...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２［Ｗ超级电容器基本结构图??―
巧电层电容器：??Ｗ双电层理论为基础制备的双电层电容器是在电极材料与电解液界面处形??成双电层储存电荷从而实现能量储存的。如图１－３所示，在未充电状态下，电解??液中的阴、阳离子随机分布。当外加电源对电容器进行充电时，在两电极间形成??电场，电子通过外加充电电源由正极流向负极，正极电势升高，负极电势降低。??为了维持系统电化学平衡，电解质溶液中的阴、阳离子分别向正、负极迁移聚集，??在电极材料／电解质溶液界面上形成双电层，能量ｔｉｌ电荷的形式实现存储；当撤??销外加电源，并接通正、负电极外电路时，电子由负极经外加负载电路向正极回??流，此时正极电势降低，负极电势升高，同时伴随着聚集在正、负极阴、阳离子??的释放，阴、阳离子重新恢复最初在电解液溶液中随机分布的平衡状态，完成储??存能量的释放。??７??
石墨巧是由碳原子六圆环组成的单层二维碳材料，最早由Ｇｅｉｍ等通过机械??剥离制得，其具有电子导电性能优异、理论表面积大、柔巧性好、机械强度大等??优点，被认为是理想的双电层电极材料Ｐｗｓｉ。图１－５表明了石墨巧与几种石墨化??碳材料的关系，石墨帰可弯曲成球状的富勒帰，卷曲成碳纳米管，多层堆叠成石??墨卿。??图１－５ＰＳ１石墨巧与几种石墨纳米材料的关系??石墨稀具有很高的理论比表面积（２６３０?ｍ２／ｇ），但石墨稀在制备过程中不可??避免的会发生团聚堆叠，影响石墨婦在电解质中的分散性和可浸润性，降低了石??墨帰作为超级电容器电极材料的活性表面积。对此，人们进行了大量的研究工作。??例如，Ｚｈａｎｇ等将表面活性剂嵌入到氧化石墨巧层片中，在一定程度上抑制了??氧化石墨帰在还原过程中的团聚巧叠，提高了石墨稀的比电容。Ｙｏｏｎ等己??烧为反溶剂物质添加到氧化石墨婦乙醇溶液中
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器的分类[J]. 杨光敏. 科技视界. 2014(24)
[2]隔膜对双电层电容器和混合型电池-超级电容器的电化学性能的影响（英文）[J]. 孙现众,张熊,黄博,马衍伟. 物理化学学报. 2014(03)
[3]水热合成部分还原氧化石墨烯-K2Mn4O8超级电容器纳米复合材料（英文）[J]. 李乐,贺蕴秋,储晓菲,李一鸣,孙芳芳,黄河洲. 物理化学学报. 2013(08)
[4]离子液体电解液的研究进展[J]. 王茂凤,单忠强. 新材料产业. 2012(09)
[5]超级电容器电解质研究进展[J]. 李作鹏,赵建国,温雅琼,李江,邢宝岩,郭永. 化工进展. 2012(08)
[6]超级电容器的分类与优缺点分析[J]. 李海生. 通信电源技术. 2011(06)
[7]静电纺丝可纺性影响因素的研究成果[J]. 李珍,王军. 合成纤维. 2008(09)
[8]超级电容器水系中性电解液的研究[J]. 周邵云,李新海,王志兴,郭华军. 电池工业. 2008(01)
[9]炭气凝胶为电极的超级电容器的研究[J]. 孟庆函,刘玲,宋怀河,凌立成. 功能材料. 2004(04)
[10]电化学电容器的特点及应用[J]. 张治安,邓梅根,胡永达,杨邦朝. 电子元件与材料. 2003(11)
硕士论文
[1]二氧化锰超级电容器电极材料的研究[D]. 钟玲珑.天津大学 2010
[2]碳纤维用聚丙烯腈的制备[D]. 王小华.东华大学 2010
本文编号：2982403
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２［Ｗ超级电容器基本结构图??―
巧电层电容器：??Ｗ双电层理论为基础制备的双电层电容器是在电极材料与电解液界面处形??成双电层储存电荷从而实现能量储存的。如图１－３所示，在未充电状态下，电解??液中的阴、阳离子随机分布。当外加电源对电容器进行充电时，在两电极间形成??电场，电子通过外加充电电源由正极流向负极，正极电势升高，负极电势降低。??为了维持系统电化学平衡，电解质溶液中的阴、阳离子分别向正、负极迁移聚集，??在电极材料／电解质溶液界面上形成双电层，能量ｔｉｌ电荷的形式实现存储；当撤??销外加电源，并接通正、负电极外电路时，电子由负极经外加负载电路向正极回??流，此时正极电势降低，负极电势升高，同时伴随着聚集在正、负极阴、阳离子??的释放，阴、阳离子重新恢复最初在电解液溶液中随机分布的平衡状态，完成储??存能量的释放。??７??
石墨巧是由碳原子六圆环组成的单层二维碳材料，最早由Ｇｅｉｍ等通过机械??剥离制得，其具有电子导电性能优异、理论表面积大、柔巧性好、机械强度大等??优点，被认为是理想的双电层电极材料Ｐｗｓｉ。图１－５表明了石墨巧与几种石墨化??碳材料的关系，石墨帰可弯曲成球状的富勒帰，卷曲成碳纳米管，多层堆叠成石??墨卿。??图１－５ＰＳ１石墨巧与几种石墨纳米材料的关系??石墨稀具有很高的理论比表面积（２６３０?ｍ２／ｇ），但石墨稀在制备过程中不可??避免的会发生团聚堆叠，影响石墨婦在电解质中的分散性和可浸润性，降低了石??墨帰作为超级电容器电极材料的活性表面积。对此，人们进行了大量的研究工作。??例如，Ｚｈａｎｇ等将表面活性剂嵌入到氧化石墨巧层片中，在一定程度上抑制了??氧化石墨帰在还原过程中的团聚巧叠，提高了石墨稀的比电容。Ｙｏｏｎ等己??烧为反溶剂物质添加到氧化石墨婦乙醇溶液中
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器的分类[J]. 杨光敏. 科技视界. 2014(24)
[2]隔膜对双电层电容器和混合型电池-超级电容器的电化学性能的影响（英文）[J]. 孙现众,张熊,黄博,马衍伟. 物理化学学报. 2014(03)
[3]水热合成部分还原氧化石墨烯-K2Mn4O8超级电容器纳米复合材料（英文）[J]. 李乐,贺蕴秋,储晓菲,李一鸣,孙芳芳,黄河洲. 物理化学学报. 2013(08)
[4]离子液体电解液的研究进展[J]. 王茂凤,单忠强. 新材料产业. 2012(09)
[5]超级电容器电解质研究进展[J]. 李作鹏,赵建国,温雅琼,李江,邢宝岩,郭永. 化工进展. 2012(08)
[6]超级电容器的分类与优缺点分析[J]. 李海生. 通信电源技术. 2011(06)
[7]静电纺丝可纺性影响因素的研究成果[J]. 李珍,王军. 合成纤维. 2008(09)
[8]超级电容器水系中性电解液的研究[J]. 周邵云,李新海,王志兴,郭华军. 电池工业. 2008(01)
[9]炭气凝胶为电极的超级电容器的研究[J]. 孟庆函,刘玲,宋怀河,凌立成. 功能材料. 2004(04)
[10]电化学电容器的特点及应用[J]. 张治安,邓梅根,胡永达,杨邦朝. 电子元件与材料. 2003(11)
硕士论文
[1]二氧化锰超级电容器电极材料的研究[D]. 钟玲珑.天津大学 2010
[2]碳纤维用聚丙烯腈的制备[D]. 王小华.东华大学 2010
本文编号：2982403
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