基于PH1000电极的柔性超级电容器制备与性能研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:petry1989
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
超级电容器是一种高效绿色的储能器件。近年来,随着柔性电子设备的发展,柔性超级电容器成为重要的研究领域,其中,纸基超级电容器成为目前柔性超级电容器重要的研究方向。纤维纸具有便宜、重量轻、高度柔性等优点,并且,纸的粗糙结构可以增强电极材料与纸的粘附性,三维多孔结构可以促进电解质在电极材料中的扩散,增强离子输送,从而提高器件储能特性。聚(3,4-乙稀二氧噻吩)聚苯乙稀磺酸盐(PH1000)是一种导电聚合物,具有高导电性、高柔韧性、环境友好、成本低等优点,已经广泛应用于超级电容器的电极材料中。MnO2作为赝电容材料,具有大的理论比电容,是制备赝电容超级电容器常用的电极材料。本实验采用纸电极模板方法,基于PH1000和MnO2电极材料制备了柔性微型化对称与非对称超级电容器,并对其性能进行了研究分析。本文的主要研究结果包括:(1)探究了二甲基亚砜(DMSO)处理对PH1000电极材料的电学性能、柔性性能以及储能特性的影响,发现经DMSO处理后,PH1000的柔韧性增强、电学性能明显提高以及储能特性增强,其中PH1000导电性的提高,促进了PH1000与电解质之间的电荷转移以及电解质的扩散传输等,这是器件储能特性提高的本质原因。(2)基于DMSO处理之后的PH1000电极材料(PH1000-DMSO,P-D)与磷酸-聚乙烯醇(H3PO4-PVA)水凝胶电解质,采用纸电极模板方法制备了柔性对称型超级电容器(P-D-MSC);探究了电极负载量对超级电容器储能特性的影响,发现电极负载量的增加可以有效降低超级电容器的欧姆电阻、电极与电解质的界面电阻以及Warburg电阻,促进了电子在电极材料中的传输、电解质离子在电极材料中的扩散以及电极中的电子与电解质离子的吸附,进而提高了超级电容器的储能特性。同时,所制备的器件具有良好的柔韧性,在弯曲循环6000次后,电容保持率可达93.7%。此外,通过串并联集成可以对超级电容器的电压和电容进行调控,进而实现器件的性能优化。(3)以PH1000-DMSO为负极、MnO2与DMSO处理后的PH1000复合电极材料(PH1000-DMSO-MnO2,P-D-M)为正极、H3PO4-PVA为电解质,采用纸电极模板方法制备了非对称型超级电容器(AS-MSC),对器件的电化学性能进行了分析,并与P-D-MSC对称型超级电容器进行了对比分析。结果表明:AS-MSC的储能特性显著优于P-D-MSC对称型超级电容器,例如,在5 m V/s下,AS-MSC器件的比电容为8.16 m F/cm~2,是P-D-MSC器件比电容(3.29 m F/cm~2)的~2.5倍;此外,P-D-MSC电压窗口为0.8 V而AS-MSC器件电压窗口1.6 V,扩大了1倍;并且,与P-D-MSC器件相比,AS-MSC器件的能量密度和功率密度提高了一个数量级。
其他文献
环境治理政策是反映环境治理进程的主要维度。改革开放以来,中国治水实践随着水问题的日益复杂而不断调整,各级政府适应形势制定相关政策。河南省地跨黄河流域、长江流域、淮河流域、海河流域四大流域,人们兴水利,除水害,形成了灿烂的治水文明。河南省的水利发展是与中国社会的兴衰同步的,因此在全国治水中,河南治水具有独特的历史地位,探究不同时期政策变化及其变迁逻辑对完善治水政策,改进治水实践具有参考意义。本文以1
学位
2020年全面消除绝对贫困后,我国减贫的重点在于防止脆弱性脱贫与返贫,并解决相对多维贫困问题。在此背景下,把握多维贫困的动态特征,对于当下我国的减贫实践具有重要的现实意义。已有研究在对多维贫困动态问题的分析中,均将对贫困持续时间及其状态转换的分析割裂开来,忽视了持续时间可能对贫困转型所产生的累积效应,从而缺乏对多维贫困动态特征的系统把握。据此,本文基于2011-2018年CHARLS数据,运用A-
学位
光声光谱(Photoacoustic Spectroscopy,PAS)技术因其具有灵敏度高、交叉干扰小、响应速度快以及免维护等优点,被广泛应用于微量气体的检测。传统的PAS基于单吸收程式光声池以及电容式微音器,限制了检测灵敏度的提升。本文从光激发增强、声波谐振增强、信号探测增强三个维度来提高光声信号的幅度以及检测精度,取得了以下成果:第一、对多通池的激励光功率增强原理进行了理论分析,详细计算了光
学位
新时代基层社会治理以人民性为导向,打造共建共治共享的社会治理格局,关注人民群众的根本利益诉求,重视人民群众对基层社会治理效果的评估。然而现有关于基层社会治理效能的研究,关注人民性价值取向的评价研究尚存不足。治理效能的评价具有主观的价值判断,应该如何建构具有中国本土化的基层社会治理效能的评价指标体系?什么因素在其中起着重要作用,如何有针对性地采取措施提升基层社会治理效能?围绕以上研究问题,本文通过梳
学位
财政专项资金是国家相关部门投入,用于稳增长、调结构、惠民生的专门性资金。在经济发展新常态下,财政专项资金受到社会各界的广泛关注,相关管理工作要求越来越严格。同时,财政专项资金管理还存在很多问题。因此,提升财政专项资金管理水平迫在眉睫。本文对财政专项资金管理现状进行了分析,并提出相对应的改进措施,以供参考。
期刊
产学研合作是促进辽宁省产学加快转变经济发展方式、实现辽宁建设创新强省的重要手段,而创造良好的政策环境是推动辽宁省产学研合作的重要方式。在辽宁大力倡导产学研合作、建设创新强省的大背景下,通过对辽宁省现有产学研合作政策文本的定量分析,发现政策体系内部存在的问题,对于推动辽宁省产学研合作发展,实现建设创新辽宁目标具有重要意义。本研究以政策范式理论为基本研究框架,运用政策文献计量分析和内容分析结合的研究方
学位
随着光电探测技术的进步,红外探测器已从最初的单像元探测器发展到第四代焦平面红外探测器,在导弹制导、火控瞄准、夜视增强、安防监控、森林防火等军事与民用领域均得到了广泛的应用。目前,制备低成本、高性能、室温光子型中长波红外探测器是探测器发展的一个重要方向。以硒化铅(Pb Se)为代表的铅盐材料具有俄歇复合系数低、直接带隙结构等特性,在1-5μm的中红外波段具有良好的室温红外探测能力,成为制备低成本、高
学位
促进基本公共服务均等化有利于让全体公民共享改革发展成果,不断提升人民群众的幸福感和获得感。在东北振兴战略的实施推动下,东北三省在经济社会方面的建设得到快速发展,基本公共服务体系逐渐建立健全,基本公共服务水平也得到较大提高。但由于长期的二元结构以及地区之间存在的较大的经济差距,制约基本公共服务均等化的因素仍然较多。进一步促进东北地区的基本公共服务均等化的实现是保障东北地区经济能够持续快速发展和社会和
学位
分子的激发态动力学是物理学领域的重要课题,主要研究分子在光诱导后的超快物理化学过程。采用飞秒时间分辨的实验测量技术和非绝热分子动力学方法,可以获得分子结构演变、电荷转移、轨道能量转化等关键信息,来认识分子激发态的整个弛豫过程,揭示光物理、光化学和光生物过程。本论文选取了两种典型的材料体系,包括富含氢键的含能材料分子和零维/二维的混合维度异质结,利用含时密度泛函理论和非绝热分子动力学计算方法,分别研
学位
半导体光催化材料在各领域备受关注,制备具有高效稳定、电子转移、宽响应范围和可见光诱导载流子的新型光催化剂是解决光催化技术实际应用的关键。在本工作中,通过优化水热法反应温度制备了WO3/Bi2WO6纳米片,再通过一步水热法将锐钛矿TiO2纳米颗粒负载在WO3/Bi2WO6纳米片,进而得到了TiO2/WO3/Bi2WO6系列复合催化剂,并且采用一种高密度管状等离子体放电装置对其进行表面改性。通过XRD
学位