隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展,能源存儲(chǔ)設(shè)備引起了科研人員和相關(guān)公司的廣泛關(guān)注。其中,超級(jí)電容器由于功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)于二次電池,且能量密度與其接近,有望廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。纖維狀超級(jí)電容器易于加工,可直接應(yīng)用到織物中而不破壞織物的整體結(jié)構(gòu)。碳纖維是一類被廣泛研究的電極材料,其具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、高機(jī)械強(qiáng)度、低密度、耐腐蝕、易于織造等優(yōu)點(diǎn),適用于一維電極的制備。但是,碳纖維自身的比電容和能量密度較低,難以達(dá)到能源存儲(chǔ)設(shè)備的要求。若將碳纖維與贗電容材料結(jié)合起來(lái),使制備的電極材料兼具碳纖維優(yōu)異的導(dǎo)電性、機(jī)械性能和贗電容材料的高能量密度,有望獲得綜合性能優(yōu)異的電極材料。因此,本文主要基于碳纖維基電極材料,分別利用氧化-微波剝離、電化學(xué)沉積、溶液-凝膠法金屬氧化物及氮化物沉積等方法,制備改性碳纖維及碳纖維基復(fù)合電極材料,分析了其結(jié)構(gòu)、形貌與電化學(xué)性能,并組裝成一維柔性超級(jí)電容器,進(jìn)行性能研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.采用氧化-微波剝離的方法,在碳纖維表面制備一層具有含氧基團(tuán)的石墨片層,并以此制備一維電極。首先對(duì)碳纖維進(jìn)行氧化處理,在其表層形成疏松的石墨片層。傅里葉紅外轉(zhuǎn)換光譜(FTIR)圖、元素分析...

【文章頁(yè)數(shù)】：144 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)和機(jī)理
        1.2.1 超級(jí)電容器的組成
        1.2.2 超級(jí)電容器的機(jī)理
        1.2.3 超級(jí)電容器的分類
    1.3 電極材料的類型
        1.3.1 雙電層電極材料
        1.3.2 贗電容電極材料
    1.4 一維電極材料
        1.4.1 基于金屬線或金屬層包覆纖維的一維電極
        1.4.2 基于碳材料的一維電極
        1.4.3 贗電容材料/碳復(fù)合一維電極
    1.5 論文的選題意義和研究?jī)?nèi)容
第二章 碳纖維的表面氧化-微波改性及電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑和原料
        2.2.2 碳纖維的表面氧化-微波改性
        2.2.3 測(cè)試和表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 改性Hummers法和微波法處理碳纖維過(guò)程
        2.3.2 改性碳纖維電極材料的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 含氧基團(tuán)儲(chǔ)能機(jī)理
        2.3.4 改性碳纖維電極材料的電化學(xué)性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 MnO₂/碳纖維復(fù)合電極的制備與電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑和原料
        3.2.2 MnO₂/碳纖維電極復(fù)合電極的制備
        3.2.3 柔性超級(jí)電容器的制備
        3.2.4 測(cè)試和表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 電沉積制備MnO₂納米片及其儲(chǔ)能機(jī)理
        3.3.2 MnO₂/碳纖維復(fù)合電極材料的制備與形貌結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 MnO₂/碳纖維電極材料的電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Ti(O,N)/碳纖維復(fù)合電極的制備與電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑和原料
        4.2.2 Ti(O,N)/碳纖維復(fù)合電極的制備
        4.2.3 柔性超級(jí)電容器的制備
        4.2.4 測(cè)試和表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Ti(O,N)表層形成機(jī)理
        4.3.2 具有Ti(O,N)表層碳纖維電極材料的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        4.3.3 Ti(O,N)/碳纖維電極材料的電化學(xué)性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)
    5.1 全文結(jié)論
    5.2 不足之處
    5.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
致謝



本文編號(hào)：3916495