线状电化学储能器件的制备与性能研究

发布时间：2021-03-07 21:49

　　线状柔性设备具有轻质、可编织和易集成等特点,成为可穿戴电子领域的重要发展方向。线状电极是线状器件的核心部件,制备高性能线状电极是近年来的研究重点。围绕传统的线状材料,如金属丝和纱线等,实现其功能化来制备线状电极仍存在较大的挑战。本文利用课题组提出的泡沫镍-石墨烯-碳纳米管三维结构电极制备方法,将其拓展至金属丝集流体上,研制出线状和管状电极用于制备同轴电缆状超级电容器;结合湿化学法和水热法,以泡沫镍-石墨烯-碳纳米管三维结构为载体,通过在碳纳米管外原位修饰金属有机框架和过渡金属硫化物作为电极制备高性能非对称超级电容器。根据纱线的结构特点,利用其本征毛细作用,将二氧化钌活性物质“印染”到纱线上,制成空气电极并组装成柔性线状锂-氧电池。论文的主要研究内容如下:1.全包覆式功能化线状超级电容器:通过两步CVD法生长碳纳米管-石墨烯于镍丝/管,其次在CNTs的表面沉积了二氧化锰纳米片,以镍丝/管-石墨烯-碳纳米管-二氧化锰复合结构分别作为内/外电极并组装了同轴电缆状超级电容器。在0.29 m A cm-2的电流密度下取得了31 m F cm-2的面积比电容,相应的面积能量密度和功率密度分别为2.... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同类型能源存储器件的Ragone图

能源存储器件的 Ragone 图[4], 横坐标为质量比能量；纵作机理DLC 通过电极材料与电解液界面间电荷积累从而不涉及电化学反应，电极表面的电荷通过吸附电层，因此使得 EDLC 具有优异的循环稳定性与可料，如活性炭、石墨烯、碳纳米管以及碳纤维[10-12纳米管[13,14]以及 Mxene[15]亦可作为 EDLC 电极

Q+= Q-，其中mQ m C V ，将该式变型后可以得到式(1)料的活性质量， 与 分别为正负极材料的质量比电容， 与电压窗口。尽管通过合适的正负极组装可以得到能量密度较高的稳定性及功率密度较之 EDLC 尚有较大的差距[31]，因此，实现高称电容器任重而道远。器性能评估参数的性能参数主要包括：比电容(质量、面积及体积)、工作电压、稳定性、自放电及安全性等。图 1.4 给出了评估超级电容器性能、影响因素等信息[32]。其中，能量密度(E)及功率密度(P)的高低对需求显得尤为重要，如将超级电容器应用于电动汽车时，能量密率密度代表该车的运行速率[4,30]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯的功能化及其相关应用[J]. 黄毅,陈永胜.  中国科学（B辑:化学）. 2009(09)



本文编号：3069860