2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、個人消費(fèi)電子器件消耗量的日益增加以及可穿戴電子學(xué)的進(jìn)步推動了高性能能量存儲器件的快速發(fā)展。超級電容器作為一類新型能量存儲器件,具有比傳統(tǒng)的靜電電容器更高的能量密度和比電池更高的功率密度。固態(tài)超級電容器將電極、固態(tài)電解質(zhì)以及隔膜集成為一個整體,相比于液態(tài)電解質(zhì)超級電容器,具有質(zhì)量較輕、易于封裝、安全性高、柔韌性好等優(yōu)點(diǎn)。紙基電子學(xué)器件因其成本低廉,具有柔性,環(huán)境友好,易于集成等特點(diǎn),具有很大的研究和應(yīng)用前景。紙是由直徑約為20μm的纖維素

2、纖維組成,這些纖維素纖維包含許多由直徑數(shù)十納米的纖維組成的微纖維,從而使得紙具有粗糙多孔的表面。這種粗糙多孔的表面對于超級電容器而言,是一種天然的優(yōu)勢,它有利于電化學(xué)活性材料附著到纖維素的表面。導(dǎo)電聚合物如聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANI)是一類導(dǎo)電性聚合物材料,具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理與化學(xué)特性,易于合成,電化學(xué)活性高,導(dǎo)電性好,成本低廉,適宜作為超級電容器的電極,成為近幾年來超級電容器研究的新熱點(diǎn)。
  本論文圍繞聚合物基

3、紙基柔性超級電容器電極材料的制備、器件的組裝開展了一系列深入細(xì)致的研究。通過鉛筆涂敷導(dǎo)電石墨與電沉積的方法制備了石墨/PANI復(fù)合柔性電極,通過“浸泡-聚合法”制備了PPy/Paper復(fù)合柔性電極,兩種方法都切實(shí)可行,并可推廣到其他材料體系的電極制備中,具有廣泛的應(yīng)用價值。通過循環(huán)伏安、恒流充放電以及電化學(xué)阻抗譜等測試對合成電極的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的探究?,F(xiàn)將主要結(jié)論總結(jié)如下:
  1.通過鉛筆涂覆的工藝在普通打印紙上沉積一薄層

4、石墨,制備了石墨導(dǎo)電紙,通過電沉積方法在石墨表面沉積 PANI,制備了三維多孔石墨/PANI柔性復(fù)合紙電極,并系統(tǒng)研究了該電極的電化學(xué)性能及其在超級電容器方面的應(yīng)用。研究表明:該電極化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,方阻僅為32.3Ω/sq,在電流密度0.5mA/cm2下其面電容可達(dá)到355.6 mF/cm2。由石墨/PANI紙電極組裝的對稱性柔性固態(tài)超級電容器重量僅為30.8mg,在體積電流密度4.57mA/cm3下,體積電容為3.55F/cm3,在功率

5、密度0.054W/cm3下,能量密度為0.32mWh/cm3。該固態(tài)器件充放電10000個循環(huán)后,電容仍保持83%。
  2.采用“浸泡-聚合法”制備了聚吡咯包覆的紙電極,PPy/Paper復(fù)合電極具有優(yōu)異的電學(xué)性能,方阻低至4.5Ω/sq,電導(dǎo)率達(dá)到15S/cm,具有良好的柔韌性,可彎曲180°,并且電學(xué)性能和電化學(xué)性能幾乎不發(fā)生變化。將該電極作為電極分別組裝了三明治結(jié)構(gòu)和平面叉指結(jié)構(gòu)的柔性固態(tài)超級電容器,研究了相應(yīng)固態(tài)器件的電

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