基于聚苯胺的全固态柔性超级电容器的研制

发布时间：2017-10-01 11:34

  本文关键词：基于聚苯胺的全固态柔性超级电容器的研制

  更多相关文章： 柔性全固态 聚苯胺 超级电容器 三明治状 平面插指状

【摘要】：由于电子产品的高速发展和某些场合的特殊要求,超级电容器,尤其是柔性全固态超级电容器,具有优异的性能,可以作为未来电子产品的储能器件。在本次研究中,我们在Au/PET基底上制备了以聚苯胺为活性物质的两种形态柔性全固态超级电容器,即三明治状和平面插指状。所制备的三明治状超级电容器最大面电容在电流密度为0.1 mA·cm-2下可达51.7 mF·cm-2,在功率密度为0.33 W.cm-3时,其最大能量密度达到5.57 mWh·cm-3,并且经过1000次充放电循环后,其电容保持率高达92.3%。以此同时,所制备器件被弯曲90°后其CV曲线与未弯曲前几乎没有改变,而且在自然条件下放置两个月、在强酸强碱溶液中浸泡24 h后其电化学性能均没有明显变化。此外,所制备的平面插指状超级电容器的最大能量密度为5.83 mWh·cm-3,其最大功率密度可达0.45 W·cm-3,并且经过1000次充放电循环后,其电容保持率可达72.7%,而且能够通过串并联有效的提高其电容量和工作电压。这两种形态的超级电容器电化学参数均能比得上或超过目前其它的超级电容器。除了良好的电化学性能外,其优异的机械柔韧性、大次数充放电的循环稳定性等都使得它们具备成为未来便携式、可穿戴式电子产品储能器件的巨大潜力。并且,由于其体积小、全固态等特性,可以更好的与其它器件,如传感器、太阳能电池等进行集成。
【关键词】：柔性全固态 聚苯胺 超级电容器 三明治状 平面插指状
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ317;TM53
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 引言15-16
• 1.2 超级电容器的分类及原理16-19
• 1.2.1 超级电容器的分类16
• 1.2.2 超级电容器原理16-19
• 1.3 超级电容器的电极材料及研究现状19-21
• 1.3.1 碳电极材料19-20
• 1.3.2 金属氧化物电极材料20
• 1.3.3 导电聚合物电极材料20-21
• 1.4 选题的目的和意义21
• 1.5 研究内容21-23
• 第二章 实验部分23-29
• 2.1 实验原料及设备23-24
• 2.1.1 主要实验仪器23-24
• 2.1.2 实验主要化学试剂及原料24
• 2.2 电极的制备24-25
• 2.2.1 柔性基底的选择24
• 2.2.2 集流体的选择24-25
• 2.2.3 赝电容材料的选择25
• 2.3 电极的测试方法及原理25-28
• 2.3.1 傅里叶变换红外光谱25
• 2.3.2 拉曼光谱25-26
• 2.3.3 扫描电子显微镜26
• 2.3.4 循环伏安法26
• 2.3.5 恒电流充放电26-27
• 2.3.6 交流阻抗测试27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 传统柔性超级电容器的制备及其性能测试29-47
• 3.1 概述29
• 3.2 电极的制备及优化29-37
• 3.2.1 电极的制备29
• 3.2.2 电极的傅里叶红外测试与拉曼测试29-31
• 3.2.3 沉积时间对电极性能的影响31-36
• 3.2.4 PAP-5电极的测试36-37
• 3.3 全固态柔性超级电容器的制备及性能测试37-46
• 3.3.1 电解液的配置37
• 3.3.2 全固态柔性超级电容器的制备37-38
• 3.3.3 全固态柔性超级电容器的测试38-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 打印法制备插指状柔性超级电容器及其性能测试47-64
• 4.1 概述47-48
• 4.2 插指状柔性全固态超级电容器的制备及优化48-55
• 4.2.1 插指状超级电容器的制备48-49
• 4.2.2 插指状超级电容器活性物质沉积时间的优化49-54
• 4.2.3 插指状超级电容器电极结构的优化54-55
• 4.3 优化后平面全固态柔性300-MSC-300s器件性能测试55-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第五章 结论与展望64-67
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-67
• 参考文献67-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72

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本文编号：953282