基于聚苯胺电极的超级电容器的研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:w313829237
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,超级电容器因具有比电池更高的功率系数,比一般的电容器更大的容量成为一种新型的优良储能器件。超级电容器,以导电聚合物作为超级电容器电极材料具有可快速高效放电、不需充放电控制电路、使用寿命长、温度宽、无环境污染等优点,还兼具了因掺杂而带来的半导体或导体的特性。聚苯胺由于结构多样化、较高的导电率、单体价廉易得、合成简单,产率较高;良好的化学稳定性、独特的掺杂现象以及具有优良的电致变色性,可逆的氧化还原性、光电转换性、非线性光学性、体积电位响应性,使它成为目前导电高分子聚合物领域的研究热点。   本论文共分为五章,主要研究内容和创新点归纳如下:   在第一章,概述超级电容器的特性和应用的基本原理。介绍了聚苯胺的分子结构、掺杂机理和导电机理以及聚苯胺的特性及应用,还介绍了超级电容器的储能机理,碳基材料、金属氧化物和导电聚合物做超级电容器电极材料的最新研究。最后提出了自己对聚苯胺作为超级电容器电极材料的研究设想和方法。   在第二章,讨论了盐酸掺杂聚苯胺的制备及其结构表征。对于化学氧化方法制备的聚苯胺,考察了其不同制备条件(盐酸浓度,氧化剂含量,反应时间)对聚苯胺电导率的影响,得到了最佳制备条件:在1mol/L的盐酸环境下,氧化剂过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1:1时,反应5h可以得到最佳产物。在这种条件下得到的聚苯胺电导率较高,适用于超级电容器电极的制备。   在第三章,研究了基于聚苯胺为电极材料的超级电容器的组装与测试。将用化学氧化法制备的聚苯胺粉末与石墨、乙炔黑以质量比8.5:0.5:1充分混合,再添加少量PVA以增加电极的强度,在模具中心嵌入铂金片以获得聚苯胺电极的集流器,用5MPa的压力压成直径为15mm的聚苯胺电极,以1mol/LH2SO4作为电解液。用此电极组装成电极一电解液一电极“三明治”式的超级电容器。对聚苯胺电极进行了研究,用四端法测量了该电极的电阻进而计算出电导率,并且讨论了压片压力大小与电极电导率的关系。对超级电容器做了性能的测试,包括循环伏安测试,恒流充放电测试,循环寿命测试,为了更好的研究超级电容器循环次数与充放电情况,我们自己编程配合检测仪器对超级电容器做了不间断的循环测试,保证了实验数据的连续性与完整性。   在第四章,介绍了含聚苯胺/zrO2纳米复合材料的制备以及以此为超级电容器电极材料组装的超级电容器性能的测试。对这种新型的复合电极材料因为ZrO2为聚苯胺提供了更大的比表面积,使质子酸更好的掺杂,进而提高了电导率。与单纯聚苯胺电极超级电容器做了比较,发现无论是在电容器容量上,还是在循环寿命和效率上,复合材料电极的超级电容器性能都明显的优于单纯聚苯胺电极超级电容器。   在第五章,我们总结了本文的工作,并对提高基于聚苯胺材料为电极的超级电容器特性的可能性进行了分析。
其他文献
丙烯酸酯乳液具有良好的粘附性、耐腐蚀性及耐候性,已成为涂料领域中的重要种类。本研究采用种子预乳化工艺,合成了一种具有互穿网络结构的丙烯酸酯乳液,采用不饱和有机硅单体改性丙烯酸酯乳液,提高了乳液的耐热、耐水性能。并以改性乳液制备了防锈涂料。采用种子预乳化工艺,将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、环氧树脂、功能单体等合成了丙烯酸酯乳液。通过正交实验优化乳液配方及工艺条件为:软单体占单体总质量的40%、乳化剂
二茂铁衍生物作为燃速催化剂在航天工业中已经发挥了巨大的作用,但该类化合物的主要缺陷是具有挥发性和迁移性。因此,研究高效、不迁移二茂铁衍生物的合成与性能具有重要的意义
采用溶液浇铸法,首次选用LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2为无机添加剂制备了聚环氧乙烷(poly ethylene oxide, PEO)基全固态复合聚合物电解质(Solid Polymer Electrolyte,SPE)膜,并与皂石、改性蒙托土(MMT)为无机添加剂制备的SPE膜等进行了比较,考察了无机添加剂的种类、含量、环境温度、锂盐含量、水分含量、体系成膜热处理时间、搅拌温度、搅拌
“电极/溶液”界面是各种电化学反应发生的场所,因此对界面结构和性质的研究不仅具有基础科学意义,而且能对实际应用起到指导作用。离子液体是一种新型溶剂,由于其具有蒸汽压几
课堂练笔不应是“自古华山一条路”,而应是“条条道路通罗马”.经过实践,笔者尝试了两种新的练笔方式,即一文“多”练和多文“一”练.rn所谓“一文‘多’练”,就是针对一篇课
《和谐颂》是郑军里近期创作的南方少数民族人物写意画代表作,作者围绕“和谐”这一主题进行艺术创作,将和谐的笔墨、和谐的色彩及和谐的人物形象统一在一个时光流美的节奏里
近年来,纳米半导体光催化技术已经引起各国科学家的广泛关注。该种技术能有效地把太阳能转换为化学能,在解决能源问题及环境污染问题上具有广阔的应用前景。 但过低的光量子
采用LB技术在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出择优取向Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜以及稀土镧(La3+)掺杂的PLZT薄膜。研究了不同热处理工艺对PZT薄膜晶相的影响及不同La掺杂量对PLZT薄膜晶相的影响,并对不同热处理工艺的PZT薄膜及不同La掺杂量的PLZT薄膜进行电性能测试。通过LB膜技术,在亚相浓度为0.04μmol·mL-1,滑障速度为5mm·min-1,亚
1谷歌收购8家机器人公司机器人发展前景广阔,这一趋势在2013年表现得愈加明朗,一些世界企业巨头纷纷开始关注或者加大力度投资研发机器人技术与产品。其中,最大的手笔是谷歌
A monitoring system is an important guarantee of safety in a production mine. However, not all monitoring substations pass the electrical fast transient/burst (