【摘 要】
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超级电容器作为一种新兴的储能器件,具有功率密度高,循环使用寿命长以及快速充放电的能力。将超级电容器应用到电动无人机电推进系统中与电池配合使用,可以在一定程度上弥补电池性能的不足,提高电动飞机的续航能力。然而电动飞机中冲击载荷的存在对电极材料的力学性能提出了更高的要求。因此本文针对航空用高性能超级电容器电极材料展开研究。以聚脲为基体,石墨烯为导电填料,采用简单的物理共混及相分离技术制备超级电容器电极
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超级电容器作为一种新兴的储能器件,具有功率密度高,循环使用寿命长以及快速充放电的能力。将超级电容器应用到电动无人机电推进系统中与电池配合使用,可以在一定程度上弥补电池性能的不足,提高电动飞机的续航能力。然而电动飞机中冲击载荷的存在对电极材料的力学性能提出了更高的要求。因此本文针对航空用高性能超级电容器电极材料展开研究。以聚脲为基体,石墨烯为导电填料,采用简单的物理共混及相分离技术制备超级电容器电极材料。对电极材料的力学性能、导电性能、抗冲击性能、耐腐蚀性能和循环疲劳性能进行测试,实验结果显示本文所制备的电极材料拉伸强度为2.27 MPa,断裂伸长率为125%,同时还具备高导电、抗冲击、耐化学腐蚀、长使用寿命等特点。然后对超级电容器的电化学性能进行测试,利用导电聚合物PEDOT对超级电容器的性能做进一步提升。经过性能提升之后的超级电容器,能量密度可达25 Wh/kg,功率密度为4.5 k W/kg,放电时间可达430秒,充放电两万次后的电容保持率为81.45%。最后对超级电容器在电动无人机中的适配性进行研究,由于超级电容器具有瞬间充放电能力以及电压扩展特性,可以与电池组良好配合,因此具备在电动无人机电推进系统中应用的潜力。
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