超级电容器柔性电极材料的制备及其性能研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zzzzzz123zz
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
随着社会的进步,人们对电子产品的要求越来越高。如可折叠或可弯曲的手机、笔记本电脑等具有柔性的、便携式的、可弯曲的设备,越来越受到消费者的推崇。柔性超级电容器(FSCs)作为一种新兴的储能元件,具备了良好的柔韧性,为电子设备的便携、可穿戴提供了可能。生物质基柔性电极材料相较于其他柔性电极材料,具有价格低廉、环境友好、可再生等优点,可实现大规模生产,具有广泛的应用前景。但生物质基柔性材料固有的导电性差、孔隙率低等问题也往往限制了其发展,需要合适的实验方法改善材料的性能,得到具有良好电化学性能的生物质基柔性材料。基于以上背景,本论文做了以下研究工作:首先,以棉布织物为前体材料,将棉布材料浸渍乙酸镍后煅烧,制得C/Ni复合多孔碳纤维材料。采用5%的乙酸镍溶液浸渍、800°C碳化温度得到的试样具有良好的柔韧性与最优的电化学性能。通过XRD、Raman、XPS、SEM、BET测试对材料的微观形貌和结构进行表征。该试样的石墨化程度高,纤维表面镶嵌着镍金属纳米颗粒,并存在大量的孔隙,其比表面积达373.1 m2 g-1。在1 A g-1的电流密度下,比电容达到100.1 F g-1。5000次循环充放电测试后比电容仅损失了5.2%。其次,通过浸渍豆浆清液、NaOH溶胀后浸渍豆浆清液以及浸渍2-甲基咪唑的豆浆清液这三种不同的方法对原材料进行处理,烧结制得了三种高比电容生物质基碳纤维材料。SEM,XRD,Raman,BET表征结果表明,浸渍前处理操作不同程度上改变了碳材料的石墨化程度,改变了材料的微观结构,均大幅度提高了材料的电化学性能。在1 A g-1下,三种电极C-1、C-2和C-3的比电容值分别为71.2 F g-1、81.1 F g-1和91.5 F g-1,且倍率性能较好。经过5000次循环测试后比电容的保留率分别为78.9%、89.1%和94.0%。最后,选用不同的乙酸盐对棉布材料浸渍,然后进行烧结得到的碳布采用盐酸刻蚀,最终制得多孔碳纤维布电极。结果显示,乙酸钴浸渍制得的多孔碳纤维布电极的电化学性能最好。结果表明该材料的石墨化程度高,纤维连续性较好,表面存在大量孔隙。该试样的电化学性能优异,在1 A g-1的电流密度下,比电容达到123.4 F g-1,倍率性能好,且10000次循环后比电容仍保留初始值的95.0%。
其他文献
由煤氧复合学说可知,煤结构中的小分子活性官能团与氧复合是导致煤炭发生自燃的直接原因。某些有机溶剂能对煤中的官能团产生萃取作用,本文通过对比分析萃取余煤和原煤样在氧
在光谱研究中,更高的信噪比和更好的光谱分辨率始终是研究者的一个重要追求目标,因为它们能够减少光谱采集时间从而极大提高研究效率。表面增强技术近年来广泛应用于拉曼、红
随着我国煤矿开采设备和技术的不断发展,煤矿开采的效率飞速提升,综采工作面的更换频率日趋上升,由此液压支架的回撤和安装也越来越频繁。而机械化程度较高的液压支架回撤设
在活性污泥处理处置中,厌氧消化能实现污泥的稳定化、无害化、减量化和资源化,预处理可以促进其效率的提高。低温热-碱预处理被证明是一种效率高、操作可行性强的预处理方法
镉(Cadmium,Cd)是环境中主要的重金属污染物之一,其毒性较大,蓄积性强,能够在生物体中传递、积累,造成生物有机体中细胞氧化损伤、细胞凋亡、组织坏死等一系列负面效应,从而
离子液体(Ionic liquids,ILs)是在绿色化学大背景下发展起来的一种新型溶剂,它是一类由阴阳离子构成的、在室温或近室温状态下呈现液态的盐类化合物。离子液体具有蒸气压极低、
本文主要研究了黎曼流形中完备非紧子流形上非平凡L2调和1-形式的非存在性问题.特别对双曲空间中具有常平均曲率的完备非紧子流形,在其无迹张量模长有界的条件下得到了非平凡
国民经济的高速发展伴随着化石燃料的开发和使用。其中,煤炭的大量燃烧产生各式空气污染,为国民生产生活环境带来恶劣影响。而在燃煤烟气中的重金属汞污染,由于其剧毒性、生
瓦斯与煤共生共存,它一方面严重威胁着矿井的安全生产,另一方面又是清洁高效的能源,因此,实施煤与瓦斯两种资源的安全共采对减少矿井瓦斯灾害事故、优化能源结构具有积极的作
我国作为世界能源大国之一,在能源的生产和消费过程中,煤炭扮演着重要的角色。各类燃煤企业在生产过程中排放出大量的烟气,烟气中含有重金属等污染物,其中烟气汞对人类的生活