超級電容器是高功率儲能設(shè)備,通過雙電層及氧化還原反應(yīng)在電極上存儲電荷。超級電容器作為一種新型儲能器件,因其充放電速度快、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好優(yōu)點而具有廣闊的應(yīng)用前景。高性能電極材料的制備一直是超級電容器的研究核心,研究人員為了提高設(shè)備性能而設(shè)計的有效方法中包括開發(fā)出高效柔性的電極材料。在提高超級電容器能量和功率密度的前提下,尋求一種簡單且低成本的方法來制備具有高利用率和經(jīng)濟(jì)效益的自支撐電極是非常迫切的。石墨烯獨特的結(jié)構(gòu)提供優(yōu)越的機(jī)械性能,電化學(xué)性能以及高的比表面積等,使其在柔性電子器件及能源等領(lǐng)域中發(fā)揮重大的作用。本文中電極的下層石墨烯紙和上層石墨烯薄膜通過熱沉積方法制備,具有良好導(dǎo)電性能的活性夾層通過簡單的火焰法合成。在自支撐電極制備的整個過程中沒有添加任何的導(dǎo)電劑和粘合劑,最后對床墊狀自支撐電極的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行了分析與討論。本文的具體研究內(nèi)容如下:(1)通過手動剝落無導(dǎo)電劑和無粘結(jié)劑的自支撐電極,并對其電化學(xué)性能進(jìn)行分析。該電極中夾層的特殊螺旋狀納米碳與無序的納米碳化物相比具有高導(dǎo)電性、電化學(xué)活性和機(jī)械魯棒性,由于自身的高結(jié)晶度,大表面積和優(yōu)越的彈性等。因此,將電極用于超級電容器使用時的面積比電容可達(dá)到1.07 Fcm-2,1000次循環(huán)之后的電容保持率為93.02%�；谠撾姌O組裝的對稱超級電容器,在彎曲120°時的電容保持率為81.22%。(2)通過火焰合成層狀堆疊鑲嵌螺旋狀納米碳夾層,而且自然晾干后的床墊狀碳紙會自脫落形成自支撐。自脫落的自支撐相比手動脫落可以保證電極本身的完整性,減少損傷和破壞。前驅(qū)溶液中Na2Mo04試劑加入沒有影響螺旋狀納米碳生成,而且螺旋狀納米碳很好的鑲嵌在層狀結(jié)構(gòu)中。我們將自脫落的自支撐電極用于超級電容器,電化學(xué)測試時表現(xiàn)出很好的電化學(xué)性能和機(jī)械魯棒性等。該電極的面積比電容高達(dá)1.45 F cm-2,在1000次循環(huán)之后的電容保持率為98.33%,表明電極具有優(yōu)秀的循環(huán)穩(wěn)定性�；谠撾姌O組裝的對稱超級電容器,在彎曲120°時的電容保持率高達(dá)86.87%,說明該電極有較高的機(jī)械穩(wěn)定性。
【學(xué)位單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ127.11;TM53
【部分圖文】：

的電能持續(xù)高效聚集、存儲和釋放。因此，研究一種制備簡撐電極材料，將進(jìn)一步促進(jìn)便攜式、可折疊的柔性電子產(chǎn)生活。??電容器概述??級電容器簡介??電容器（超級電容器）是高功率儲能裝置，通過借助電表面氧化還原反應(yīng)進(jìn)行電能儲存［１Ｍ５］。在上個世紀(jì)七、八始發(fā)展起來，它是一種區(qū)別于電池和傳統(tǒng)電容器的新型器具有能量密度高、充電／放電速度快、環(huán)境友好、循環(huán)壽點，相比于常規(guī)電容器和電池［ＩＭ７］。超級電容器的結(jié)構(gòu)示由以下三部分組成：電極材料、隔膜和電解質(zhì)，其中電極能起到至關(guān)重要的作用［１Ｗ９１。??引出電極??

電解質(zhì)??’?＾?隔膜??圖１．１超級電容器的結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ??１．２．２超級電容器的分類及工作原理??超級電容器通過兩種機(jī)制進(jìn)行能量儲存，即：離子吸附在電極上／電解質(zhì)接??口和可逆的法拉第反應(yīng)［１８２（）＿２３］。按照超級電容器研宄領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)，Ｂ．?Ｅ．??Ｃｏｎｗａｙ教授對超級電容器的定義也將其分為基本兩類，一類是雙電層超級電容??２??

電解質(zhì)??’?＾?隔膜??圖１．１超級電容器的結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ??１．２．２超級電容器的分類及工作原理??超級電容器通過兩種機(jī)制進(jìn)行能量儲存，即：離子吸附在電極上／電解質(zhì)接??口和可逆的法拉第反應(yīng)［１８２（）＿２３］。按照超級電容器研宄領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)，Ｂ．?Ｅ．??Ｃｏｎｗａｙ教授對超級電容器的定義也將其分為基本兩類，一類是雙電層超級電容??２??
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本文編號：2837758