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在各种能量存储器件中,超级电容器是应用得最为广泛的新型电化学储能器件之一。而碳纳米管(CNT)纱线是线型柔性固态超级电容器的理想电极材料。但是纯CNT纱线超级电容器的电容量和能量密度较低,无法满足可穿戴智能纺织品储能装置的要求。本文以碳纳米管纱线为基体,通过改变电极材料的组成、表面结构和电解质来提高纱线超级电容器的性能,从而得到高电容量和高能量的柔性固态超级电容器。本论文的研究结论如下:(1)通过电沉积技术将纳米Co3O4和NiO分别沉积在两根碳纳米管纱线表面,制备成碳纳米管/纳米颗粒复合纱线电极,再组装成两种超级电容器(CNT/Co3O4和CNT/NiO)。CNT较大的比表面积和多孔结构为纳米颗粒提供了沉积空间,而过渡金属氧化物提供了高的赝电性能,因而所得的超级电容器具有较高的比电容、能量密度和较好的机械柔韧性。其中CNT/Co3O4纱线超级电容器的比电容(42.47F/cm3)和能量密度(0.94mWh/cm3)最大,是纯CNT纱线超级电容器的2.8倍左右。(2)通过电沉积技术在碳纳米管纱线表面同时沉积过渡金属氧化物颗粒Co3O4和NiO,再浸渍在石墨烯墨水中,得到一种碳纳米管纱线/纳米颗粒/石墨烯复合材料—三层结构的复合电极,最后将其组装成一种良好机械性能的线型对称超级电容器(CNT/Co3O4@NiO/GN)。它的比电容(263.34F/cm3)和能量密度(5.86mWh/cm3)是纯CNT纱线超级电容器的23倍左右,是上述CNT/Co3O4纱线超级电容器6倍左右。CNT/Co3O4@NiO/GN的高电化学性能主要归因于Co3O4和NiO的赝电特性与石墨烯的大比表面积及高导电性的协同作用。(3)在CNT纱线中引入不锈钢丝作为集流体,得到碳纳米管/不锈钢丝(CNT/SS)包芯纱线。以将离子液体(IL)凝胶作为电解质,构建纯CNT和CNT/SS纱线超级电容器(CNT@IL和CNT/SS@IL)。通过与PVA电解质的超级电容器的对比发现,CNT/SS@IL是一种更高电化学性能和良好机械性能的固态超级电容器。它的比电容(263.31F/cm3)和能量密度(66.65mWh/cm3)分别是CNT@PVA-KOH超级电容器的17倍和200多倍。CNT/SS@IL超级电容器优异的电化学性能是由于不锈钢丝的高导电性和离子液体电解质的宽电压窗口。此外,不锈钢丝的加入也增加了超级电容器的有效长度,使其适于较大的可穿戴电子设备的储能装置。(4)在CNT/SS纱线表面分别沉积纳米颗粒Co3O4和MnOx,组装成超级电容器(Co3O4/CNT/SS和MnOx/CNT/SS)。其中MnOx/CNT/SS超级电容器具有最优异的电化学性能、柔韧性及机械稳定性,比电容(217.61F/cm3)和能量密度(4.84mWh/cm3)是CNT/SS纱线超级电容器的7.5倍左右,适用于可穿戴电子智能设备。