Hi:欢迎来到58硕博论文网     

所有论文科目分类


主页 > 硕博论文 > 高性能超级电容器电极材料的设计及其柔性化构

高性能超级电容器电极材料的设计及其柔性化构

作者2019-04-17 10:25未知
随着轻质、柔性、可穿戴电子设备的快速发展,超级电容器作为一种新型的储能器件,在满足功率密度高、充放电速率快的同时,还具有柔性、轻质、成本低及环境友好等优点,具有无可代替的优越性。电极材料的组成和结构会直接决定超级电容器的能量存储性能。传统超级电容器柔性电极的制备方法是将导电剂、粘结剂、活性材料混合涂覆在镍泡沫上。导电剂、粘结剂在活性材料中的无序分散,会降低电极有效比表面积、离子传输能力、材料使用寿命、比电容和能量密度。为了解决以上问题,本文对超级电容器的碳基电极材料及金属氧化物电极材料的改性及复合方式进行研究,研究主要集中在三个方面:(1)对电极材料进行微纳米结构设计,增加有效比表面积,增加比电容;(2)添加导电相,增强离子传输能力;(3)选择合适的复合方式,增加活性物质与集电器之间的结合力;主要研究内容如下:采用自制纳米Ag作为导电物质,SDS作为分散剂,乙醇和水复配作为溶剂,配制成可用于直写的纳米Ag浆料。热处理温度为90℃,热处理时间为2h时电阻率可达到6.8×10~(-4)Ω·cm,可作为碳材料柔性电极的导电膜层使用。通过直写的方式将Ag和CNT涂覆在纸基纤维网络上,提高了电极材料的比表面积,制备成柔性Ag/CNT复合柔性电极。分析和研究了Ag/CNT柔性电极的电化学性能和作为柔性超级电容器电极使用的可能性。实验结果表明,Ag导电相的掺入可以使电阻率相比Ag电极下降25.1%,比CNT电极下降98.2%,电阻率为5.1×10~(-4)Ω·cm。Ag/CNT柔性电极的比电容相比CNT柔性电极提高了52.7%。在0.5 m A·cm~(-2)电流密度下比电容为5.5 F·cm~(-3)。采用阳极氧化的方式,在柔性的钛箔上制备出具有大比表面积的TiO_2纳米管。因为阳极氧化是一种原位的生长方式,得到的TiO_2纳米管与钛箔的结合性能良好。N离子注入后TiO_2纳米管表面形貌明显改变,N离子注入剂量为10.0×10~177 ions·cm~(-2)时,纳米管顶端出现针状结构。N离子掺杂产生的TiN系化合物极大地提高Ti O_2的导电性,电阻率为0.00246Ω·cm,相较未经离子注入改性处理样品电阻率下降了5个数量级。N离子注入剂量为10.0×10~177 ions·cm~(-2)时,TiO_2/TiN电极在0.05 mA·cm~(-2)的充放电电流下,比容量为24822.7m F·cm~(-3)。电流密度由0.05增至0.5 mA·cm~(-2)时,比电容保持率为70.0%。循环伏安测试扫速由10提升至100mV/s后,比电容保持率为71.7%,有较好的倍率性能。TiO_2/TiN电极的R_(ct)值为7.731Ω·cm~2,具有较高的电荷转移能力。为进一步验证导电相的加入可以提高超级电容器的电极活性,在柔性TiO_2纳米管材料的基础上,通过金属蒸汽真空电弧离子注入的方式对纳米管阵列进行了Ag离子注入改性。Ag的注入剂量通过注入参数进行控制。当Ag离子注入剂量为5.0×10~177 ions·cm~(-2)时,TiO_2纳米管顶端呈岛状连续网络结构;与不同注入剂量的TiO_2/Ag相比,Ag离子注入剂量为5.0×10~177 ions·cm~(-2)时电极表现出更大容量,Ag离子注入大大增强了纯TiO_2纳米管的活性。Ag离子掺杂能极大地提高二氧化钛纳米管的导电性,电阻率最小为21.6Ω·cm,相较未经离子注入改性处理样品下降了95.8%。Ag离子注入剂量为5.0×10~177 ions·cm~(-2)时,Ti O_2/Ag电极在0.05 mA·cm~(-2)的充放电电流下,比容量分别为9324.6 mF·cm~(-3)。电流密度由0.05增至0.5 m A·cm~(-2)时,比电容保持率为54.0%。扫速由10提升至100mV/s后,比电容保持率为69.5%,有较好的倍率性能。TiO_2/Ag电极的R_(ct)值为74.79Ω·cm~2,具有较高的电荷转移能力。
58硕博论文网

最新更新

热门推荐

[硕士论文]企业战略管理视角出发研
本文是 mba论文 ,本论文从企业战略管理的视角出发,依靠文献检索法、调查研究法、对比分析法对案例银行(乌鲁木齐银行)互联网金融竞争环境和因素(外延和内涵)进行了系统而又深入的研究,并综合运用SwOT 分析得出so战略应为乌鲁木齐银行首选的战略,同时给出了-些战略实施的保障措施,以帮助案例银行重新调整竞争模式和发展战略,创新传统的经营模式,以应对新形势下的挑...[全文]
[硕士论文]传统商业银行发展互联网
本文是 mba论文 ,传统商业银行发展互联网金融的主要模式。在互联网金融的强力冲击下,商业银行的金融中介地位逐步弱化,收入来源一再受到冲击,传统的主要收入来源利差收入也难抵颓势。在这样的背景下,传统商业银行唯有积极结合互联网金融并开展相关业务,目前主要模式如下: (一)与互联网企业合作,资源共享 互联网+时代下,跨界合作成为趋势,传统商业银行与...[全文]
[硕士论文]国外金融行业市场进展情
本文是 mba论文 ,随着互联网金融的蓬勃发展,人们分别通过理论研究、市场预测及统计分析等方法对互联网金融及其对传统金融机构的影响,以及在影响之下金融机构采取的战略转型进行了深入研究,并取得了丰硕的成果。下面分别介绍国外相关研究进展情况及发展趋势。 国外研究综述 (一)关于互联网金融对传统金融行业影响的研究 在国外,互联网形式的商业模式和金融业...[全文]
[硕士论文]网络银行金融机构市场主
本文是 mba论文 ,在 20 世纪 90 年代中期,美国出现了一家名为安全第一网络银行(Security First Network Bank, SFNB),正式标志着互联网金融的诞生。随着越来越多的金融科技企业推出高效便捷的金融产品和服务,以网络贷款、网上银行等为代表的金融服务开始在美国金融市场迅速发展,互联网金融企业与传统金融机构开始相互竞争。截至目前,传统金融机构的市场主导地位没有发生...[全文]
[硕士论文]【mpa论文】新媒体视角下
本文是 mpa论文 ,新媒体,从字面意思上理解,就是一种新的媒体形式,是相对于传统媒体而言的。New media是新媒体一词的英文翻译。新媒体概念的提出人是美国的戈尔德马克。从普遍意义上来说,新媒体是继报刊、广播和电视等传统媒体之后发展起来的媒体形态,是通过数字和网络技术,依托互联网平台,以微信、微博、贴吧、论坛等为渠道,向用户传播快捷、广泛的信息、为...[全文]
[硕士论文]地方政府公信力mpa论文研
本文是 mpa论文 ,人无信不立,业无信不兴。同样,国无信必颓,政无信则衰。当前,我国经济和社会发展都取得了重大成就,人们的生活水平也逐步提高,公民参政议政的意识越来越强烈,对政府提出了新的期待。互联网时代,通讯媒体迅速发展,网络信息日益多元化,政府的行政行为都浮现在人们的视线中,一方面加强了对政府工作人员的监督,另一方面信息的多元化网民的...[全文]
关闭窗口 论文咨询