论文摘要
电化学超级电容器（ESC）是近年来发展起来的一种介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能元件,它具有比容量高、充放电速率快、效率高,对环境无污染,循环寿命长,使用范围广等特点。电极材料的选择对电化学电容器的制备至关重要,将碳材料与聚苯胺复合可以克服彼此的缺点,并能大大提高比容量。本文主要研究了聚苯胺/碳复合材料的制备及电化学性能。并采用透射电镜、扫描电镜等测试手段,对材料形貌进行了表征；采用循环伏安、恒电流充放电、循环寿命等电化学测试手段来测试材料的电化学性能。具体研究内容如下：1.对ACF浸渍催化剂处理,然后通过化学气相沉积法（CVD）在ACF表面原位生长CNT,得到ACF/CNT复合材料,再与聚苯胺（PANI）复合,制备出CNT/ACF/PANI复合材料,通过电化学性能测试表明,CNT/ACF/PANI复合材料具有比容量大,循环稳定性好等特点,其比容量可达到158.5F·g-1（有机电解液）。2.分别采用过滤法、界面静置法和喷涂法,将粉末状的CNT制备成碳纳米管网前驱体,探究各种因素对其导电性和力学性能的影响,确定最佳的制备方案。3.对碳纳米管网前驱体进行一系列的后续处理,得到碳纳米管网,再分别与聚苯胺复合,制得聚苯胺/碳纳米管网前驱体复合材料和聚苯胺／碳纳米管网复合材料,电化学性能测试表明,聚苯胺/碳纳米管网复合材料具有更大的比容量、更稳定的循环性能等特性,聚苯胺/碳纳米管网复合材料的比容量可达到143.2 F·g-1（有机电解液）。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 聚苯胺1.1.1 导电聚苯胺的产生1.1.2 聚苯胺的结构性质1.1.3 聚苯胺的聚合机理1.1.4 聚苯胺的导电机理1.1.5 聚苯胺的掺杂机理1.1.6 聚苯胺的合成方法1.1.7 聚苯胺的应用领域1.2 碳基材料1.2.1 碳基材料分类1.2.2 活性碳纤维的结构和性质1.2.2.1 活性碳纤维的结构1.2.2.2 活性碳纤维的性质1.2.3 碳纳米管的结构和性质1.2.3.1 碳纳米管的结构1.2.3.2 碳纳米管的性质1.3 聚苯胺/碳材料的研究进展及储能应用1.3.1 聚苯胺/碳纤维复合材料1.3.2 聚苯胺/碳纳米管复合材料1.4 本文的设计思路及主要内容1.4.1 设计思路1.4.2 主要内容第2章 实验部分2.1 实验药品及仪器2.2 超级电容器模具的设计2.3 复合材料电极片的制作2.4 超级电容器的组装2.5 复合材料的表征及性能测试2.5.1 透射电镜分析（TEM）2.5.2 扫描电镜分析（SEM）2.5.3 电化学性能测试2.5.4 双电测四探针测试仪原理第3章 聚苯胺/碳复合材料的制备及其电化学性能研究3.1 实验部分3.1.1 ACF及ACF/CNT材料的制备3.1.2 ACF/PANI及ACF/CNT/PANI复合材料的制备3.2 结果与讨论3.2.1 材料的形貌结构分析3.2.2 材料的循环伏安分析3.2.3 材料的恒流充放电分析3.2.4 材料的循环寿命分析3.3 本章小结第4章 碳纳米管网前驱体的制备及表征4.1 实验部分4.1.1 碳纳米管的制备4.1.2 碳纳米管的纯化4.2 碳纳米管网前驱体的制备4.2.1 过滤法制备碳纳米管网前驱体4.2.2 界面静置法制备碳纳米管网前驱体4.2.3 喷涂法制备碳纳米管网前驱体4.3 碳纳米管网前驱体的表征及性能测试4.3.1 过滤法制备碳纳米管网前驱体的形貌表征4.3.2 过滤法制备碳纳米管网前驱体的电学性能4.3.3 过滤法制备碳纳米管网前驱体的力学性能4.4 本章小结第5章 聚苯胺/碳纳米管网复合材料的制备及表征5.1 实验部分5.1.1 碳纳米管网前驱体的后续处理过程5.1.1.1 浸渍法处理碳纳米管网前驱体5.1.1.2 高温热处理碳纳米管网前驱体5.1.2 浸渍时间和高温热处理时间对碳纳米管网前驱体导电性能的影响5.1.2.1 浸渍时间对碳纳米管网前驱体导电性能的影响5.1.2.2 高温热处理时间对碳纳米管网前驱体导电性能的影响5.1.3 碳纳米管网前驱体的后续处理5.1.4 后续处理过程对碳纳米管网前驱体性能的影响5.1.5 聚苯胺/碳纳米管网复合材料的制备5.2 结果与讨论5.2.1 材料的形貌结构分析5.2.2 材料的循环伏安分析5.2.3 材料的恒流充放电分析5.2.4 材料的循环寿命分析5.3 本章小结结论致谢参考文献攻读硕士学位期间发表论文与申请专利
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