基于氧化还原活性双网络水凝胶电解质的柔性超级电容器研究

发布时间：2022-08-01 20:24

　　优异的电化学和力学性能是柔性超级电容器应用于可穿戴电子产品的基本标准,然而,目前柔性超级电容器的韧性和能量密度仍较低,从根本上制约了可穿戴电子产品的发展。电解质是决定超级电容器性能的重要因素之一。近年来,由于水凝胶富含孔道结构,且具有强度高、柔韧性好等优异的力学性能,许多研究者将其应用于超级电容器中,在制备具有韧性和高能量密度的超级电容器的同时,解决了液态电解质存在的易泄露、安全性差等问题,受到了广泛关注。本文首先制备了双网络水凝胶,并将其应用于柔性超级电容器,研究了其电化学性能,随后将电活性物质引入水凝胶中,通过氧化还原反应来增加其带电容储存量,并应用于柔性超级电容器中:（1）以过硫酸铵为引发剂,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,并添加壳聚糖或海藻酸钠,制备了两种基于聚丙烯酰胺双网络水凝胶,通过SEM、FTIR研究了两种水凝胶的孔道以及化学结构,以力学性能为指标,对比了两种水凝胶的性能,其中海藻酸钠/聚丙烯酰胺水凝胶的断裂伸长率可达1500%,断裂强度为265 KPa;选择海藻酸钠/聚丙烯酰胺水凝胶为基体,通过浸泡KCl电解质溶液,制备了水凝胶电解质,在此基础上,以碳纸为电极,制... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1双电层电容器充放电的状态

（a）（b）平行式封装的纤维状超级电容器示意图；（c）互相缠绕式封装的纤维状

（a）使用塑料管封装的柔性超级电容器；（b）该超级电容器的面积比电容与放电电流的关系；（c）该超级电容器能量密度随功率密度的关系

【参考文献】：
期刊论文
[1]The role of functional materials to produce high areal capacity lithium sulfur battery[J]. Masud Ran,Bin Luo,Mohammad Rejaul Kaiser,Ian Gentle,Ruth Knibbe.  Journal of Energy Chemistry. 2020(03)
[2]A smart safe rechargeable zinc ion battery based on sol-gel transition electrolytes[J]. Funian Mo,Hongfei Li,Zengxia Pei,Guojin Liang,Longtao Ma,Qi Yang,Donghong Wang,Yan Huang,Chunyi Zhi.  Science Bulletin. 2018(16)



本文编号：3668119