刘霞平:以海绵为骨架的三维碳电极材料的制备及其超级电容器研究论文

刘霞平:以海绵为骨架的三维碳电极材料的制备及其超级电容器研究论文

本文主要研究内容

作者刘霞平(2019)在《以海绵为骨架的三维碳电极材料的制备及其超级电容器研究》一文中研究指出:超级电容器有许多杰出的优势,比如高功率密度、快速充放电,长循环寿命,受到科研爱好者的追捧。电极材料是决定超级电容器性能的首要组分。超级电容器常用电极材料有碳基材料,金属氧化物材料及导电聚合物材料。碳材料具有比表面积大、导电性能好、功率密度高、机械性能好、电化学性能稳定的特点,在超级电容器应用中更为普遍。常见的碳材料有石墨烯(G)、氧化石墨烯(GO)、碳纳米管(CNTs)。这些碳材料在电极制备过程中会聚集,其优良性能不能够充分发挥。可压缩超级电容器由于体积小、携带方便等特性,引起了超级电容器领域界的重视。日常生活中常见的三聚氰胺海绵(MS),因其价格低廉、来源广泛等特性,现已被与其他材料结合起来用于超级电容器电极材料的制备。本文将海绵与碳材料结合起来,来制备一种新型的海绵基电极材料,一方面海绵基底可以为石墨烯、碳纳米管的负载提供三维骨架,另一方面石墨烯、碳纳米管优异的机械性能可以增强海绵的力学和电化学性能。具体内容如下:(1)通过“浸泡-挤压-煅烧”的方法分别制备G/MS、GO/MS、碱处理氧化石墨烯/三聚氰胺(NabGO/MS)复合材料,对材料进行结构表征和压缩测试,并将其组装成超级电容器测试其电化学性能。分析表明,NabGO/MS复合材料的电阻最小,电化学性能最优。GO/MS复合材料的容量为:17.4F g-1,41.96 mF cm-3;NabGO/MS材料的容量为21.7F g-1,52 mF cm-3。此外,NabGO/MS材料也显示出一定的耐压和耐变形的特点,可以用来制备柔性超级电容器。(2)CNTs/MS复合材料具有很好的力学性能和电化学稳定性能,是可压缩超级电容器理想的材料。在1 mA cm-2电流密度下,该可压缩超级电容器(CSS)被压缩50%后进行1000次充电/放电循环,其容量保持率高达91%;此外,在1mA cm-2电流密度下进行5000次充电/放电循环,容量保持率仍然达到88%。

Abstract

chao ji dian rong qi you hu duo jie chu de you shi ,bi ru gao gong lv mi du 、kuai su chong fang dian ,chang xun huan shou ming ,shou dao ke yan ai hao zhe de zhui peng 。dian ji cai liao shi jue ding chao ji dian rong qi xing neng de shou yao zu fen 。chao ji dian rong qi chang yong dian ji cai liao you tan ji cai liao ,jin shu yang hua wu cai liao ji dao dian ju ge wu cai liao 。tan cai liao ju you bi biao mian ji da 、dao dian xing neng hao 、gong lv mi du gao 、ji xie xing neng hao 、dian hua xue xing neng wen ding de te dian ,zai chao ji dian rong qi ying yong zhong geng wei pu bian 。chang jian de tan cai liao you dan mo xi (G)、yang hua dan mo xi (GO)、tan na mi guan (CNTs)。zhe xie tan cai liao zai dian ji zhi bei guo cheng zhong hui ju ji ,ji you liang xing neng bu neng gou chong fen fa hui 。ke ya su chao ji dian rong qi you yu ti ji xiao 、xie dai fang bian deng te xing ,yin qi le chao ji dian rong qi ling yu jie de chong shi 。ri chang sheng huo zhong chang jian de san ju qing an hai mian (MS),yin ji jia ge di lian 、lai yuan an fan deng te xing ,xian yi bei yu ji ta cai liao jie ge qi lai yong yu chao ji dian rong qi dian ji cai liao de zhi bei 。ben wen jiang hai mian yu tan cai liao jie ge qi lai ,lai zhi bei yi chong xin xing de hai mian ji dian ji cai liao ,yi fang mian hai mian ji de ke yi wei dan mo xi 、tan na mi guan de fu zai di gong san wei gu jia ,ling yi fang mian dan mo xi 、tan na mi guan you yi de ji xie xing neng ke yi zeng jiang hai mian de li xue he dian hua xue xing neng 。ju ti nei rong ru xia :(1)tong guo “jin pao -ji ya -duan shao ”de fang fa fen bie zhi bei G/MS、GO/MS、jian chu li yang hua dan mo xi /san ju qing an (NabGO/MS)fu ge cai liao ,dui cai liao jin hang jie gou biao zheng he ya su ce shi ,bing jiang ji zu zhuang cheng chao ji dian rong qi ce shi ji dian hua xue xing neng 。fen xi biao ming ,NabGO/MSfu ge cai liao de dian zu zui xiao ,dian hua xue xing neng zui you 。GO/MSfu ge cai liao de rong liang wei :17.4F g-1,41.96 mF cm-3;NabGO/MScai liao de rong liang wei 21.7F g-1,52 mF cm-3。ci wai ,NabGO/MScai liao ye xian shi chu yi ding de nai ya he nai bian xing de te dian ,ke yi yong lai zhi bei rou xing chao ji dian rong qi 。(2)CNTs/MSfu ge cai liao ju you hen hao de li xue xing neng he dian hua xue wen ding xing neng ,shi ke ya su chao ji dian rong qi li xiang de cai liao 。zai 1 mA cm-2dian liu mi du xia ,gai ke ya su chao ji dian rong qi (CSS)bei ya su 50%hou jin hang 1000ci chong dian /fang dian xun huan ,ji rong liang bao chi lv gao da 91%;ci wai ,zai 1mA cm-2dian liu mi du xia jin hang 5000ci chong dian /fang dian xun huan ,rong liang bao chi lv reng ran da dao 88%。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自天津工业大学的刘霞平,发表于刊物天津工业大学2019-07-05论文,是一篇关于超级电容器论文,可压缩论文,碳基材料论文,碳纳米管论文,石墨烯论文,天津工业大学2019-07-05论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自天津工业大学2019-07-05论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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