线状和面状柔性超级电容器的研究
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【摘要】：作为能量存储器件，超级电容器，凭借功率密度高、充放电速率快、稳定的循环特性、运行安全等优点而备受人们关注，它主要靠电极材料表面电荷积累或者快速的氧化还原反应来存储能量。在本文中，分别以棉线和纸做为衬底，进而合成电极材料，组装成为柔性超级电容器。 我们先以棉线为衬底利用聚吡咯（PPy）-二氧化锰（MnO2）-单壁碳纳米管（SWCNTs）-棉线多级结构作为电极，制备了一种具有优越性能的超级电容器，它三维结构、线状器件。这种电容器具有高面比电容，在1mV/s的扫速下为1.49F/cm2，多路串并联后可以成功驱动LED节段显示。如此高的性能源自棉线上SWCNTs、多孔花状MnO2纳米片和导电包裹层PPy的蓄积效应，，PPy提高导电性的同时也作为赝电容材料。 通过在复印纸上用铅笔Q没偷绯粱齈Py的方法，我们制备纸质超级电容器。铅笔涂过的纸,具有很好的导电性,方块电阻很容易就达到95Ω/sq。它弯折后作为电路仍然可以点亮LED。电沉积PPy后，超级电容器具有高的比电容，在扫描速率为1mV/s时，体电容为52.9F/cm3。串联三个超级电容器后，在充满电的情况下，可以成功点亮商业化的LED。这体现了纸基能量器件低成本、简单、多用途的合成方法。 本文以棉线和纸做为衬底，进而沉积电极材料，组装成为柔性超级电容器为能量存储提供了有效方案。
【关键词】：超级电容器 能量存储 柔性 聚吡咯
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM53
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 前言8-15
- 1.1 引言8-9
- 1.2 超级电容器的简介9-11
- 1.3 超级电容器的电极材料11-13
- 1.4 课题的提出及主要研究内容13-15
- 2 实验技术15-20
- 2.1 引言15
- 2.2 主要实验仪器15-16
- 2.3 材料表征技术16
- 2.4 电化学表征技术16-20
- 3 棉线基复合材料超级电容器20-36
- 3.1 引言20-21
- 3.2 实验部分21-22
- 3.3 实验结果与讨论22-35
- 3.4 本章小结35-36
- 4 纸基复合材料超级电容器36-43
- 4.1 引言36-37
- 4.2 实验部分37
- 4.3 结果与讨论37-42
- 4.4 本章小结42-43
- 5 总结与展望43-46
- 5.1 全文总结43-44
- 5.2 创新点44-45
- 5.3 展望45-46
- 致谢46-47
- 参考文献47-54
- 附录 1 攻读学位期间发表论文目录54
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本文编号：429047
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