超級電容器作為目前主要儲能元件之一,區(qū)別于傳統(tǒng)電容器和電池,它有其特有的優(yōu)勢:容量大、功率密度高、壽命長。超級電容器主要分為雙電層電容器和贗電容器。區(qū)別于雙電層電容器電極材料,導電聚合物作為贗電容器的主要電極材料之一,因其存在氧化還原反應而具有較高的比容量。同時導電聚合物憑借著電導率高、成本低廉、環(huán)保的特點在眾多電極材料中備受青睞。因此我們選取導電聚合物作為研究的基礎(chǔ)。但影響其生產(chǎn)使用的因素有穩(wěn)定性差,能量密度有較大提升空間等,距離實際生產(chǎn)使用還有較長距離。本文以提升超級電容器比容量和循環(huán)穩(wěn)定性為出發(fā)點,設(shè)計并合成以咔唑-EDOT為共軛聚合物骨架的聚合物材料,探索不同基團的引入對其電化學性能的影響,并通過與活性炭復合制備復合材料,研究對其循環(huán)穩(wěn)定性的影響。主要研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計以咔唑-EDOT為骨架上在其側(cè)鏈分別接上苯硝基、蒽醌基團,成功合成咔唑-EDOT衍生物ECz E、ECz NO₂E、ECz AQE,并用電化學聚合的方法制備了其均聚物。通過SEM表征,PECz E的顆粒更為細小,分散性更好。經(jīng)計算可得PECz E的b值為0.95,屬于明顯的電容行為。而...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器簡介
        1.2.1 超級電容器發(fā)展歷程
        1.2.2 超級電容器的組成和分類
        1.2.3 超級電容器工作原理
        1.2.4 超級電容器的應用
    1.3 超級電容器的電極材料
        1.3.1 碳基材料
        1.3.2 過渡金屬氧化物
        1.3.3 導電聚合物
    1.4 咔唑及其衍生物的發(fā)展
        1.4.1 咔唑簡介
        1.4.2 咔唑聚合物的電化學機理及研究現(xiàn)狀
    1.5 導電聚合物/無機物復合材料
    1.6 導電聚合物的制備方法
        1.6.1 化學聚合法
        1.6.2 電化學聚合法
    1.7 選題的目的和意義
第二章 基于咔唑-EDOT結(jié)構(gòu)的導電聚合物的制備及其電化學性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品和試劑
        2.2.2 實驗主要儀器
        2.2.3 單體的合成
        2.2.4 聚合物材料的制備及其電化學性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 聚合物材料的電化學聚合及電化學性質(zhì)
        2.3.2 聚合物材料的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 聚合物材料的形貌表征
        2.3.4 聚合物材料的電化學測試
        2.3.5 不同電流密度下聚合物材料的恒電流充放電測試
        2.3.6 聚合物材料PECz AQE的 n摻雜測試
        2.3.7 聚合物材料循環(huán)穩(wěn)定性測試
    2.4 本章小結(jié)
第三章 活性炭-咔唑類聚合物復合材料的制備及電化學性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品和試劑
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 泡沫鎳基活性炭/聚合物PECzE復合材料的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 復合物材料的電化學聚合表征
        3.3.2 復合物材料的形貌表征
        3.3.3 復合物材料的紅外光譜表征
        3.3.4 復合物材料的電化學性能表征
        3.3.5 不同電流密度下復合物材料的恒電流充放電測試
        3.3.6 復合物材料的循環(huán)穩(wěn)定性測試
        3.3.7 復合物材料的交流阻抗測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 主要結(jié)論及創(chuàng)新點
    4.1 主要結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 發(fā)明專利
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3791986