【摘 要】
:
优异的电化学和力学性能是柔性超级电容器应用于可穿戴电子产品的基本标准,然而,目前柔性超级电容器的韧性和能量密度仍较低,从根本上制约了可穿戴电子产品的发展。电解质是
论文部分内容阅读
优异的电化学和力学性能是柔性超级电容器应用于可穿戴电子产品的基本标准,然而,目前柔性超级电容器的韧性和能量密度仍较低,从根本上制约了可穿戴电子产品的发展。电解质是决定超级电容器性能的重要因素之一。近年来,由于水凝胶富含孔道结构,且具有强度高、柔韧性好等优异的力学性能,许多研究者将其应用于超级电容器中,在制备具有韧性和高能量密度的超级电容器的同时,解决了液态电解质存在的易泄露、安全性差等问题,受到了广泛关注。本文首先制备了双网络水凝胶,并将其应用于柔性超级电容器,研究了其电化学性能,随后将电活性物质引入水凝胶中,通过氧化还原反应来增加其带电容储存量,并应用于柔性超级电容器中:(1)以过硫酸铵为引发剂,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,并添加壳聚糖或海藻酸钠,制备了两种基于聚丙烯酰胺双网络水凝胶,通过SEM、FTIR研究了两种水凝胶的孔道以及化学结构,以力学性能为指标,对比了两种水凝胶的性能,其中海藻酸钠/聚丙烯酰胺水凝胶的断裂伸长率可达1500%,断裂强度为265 KPa;选择海藻酸钠/聚丙烯酰胺水凝胶为基体,通过浸泡KCl电解质溶液,制备了水凝胶电解质,在此基础上,以碳纸为电极,制备了三明治结构的柔性超级电容器,采用循环伏安、恒电流充放电以及交流阻抗谱研究了超级电容器的性能,在1 m A/cm2的电流密度下,超级电容器的面积比电容可达15.1 m F cm-2,且在外力动态作用下,具有稳定的能量输出。(2)采用氧化还原活性电解质增强超级电容器能量密度的策略,将水凝胶浸泡在含有KCl、铁离子以及邻苯二酚的溶液中,优化了铁离子与邻苯二酚的比例,在维持水凝胶力学性能的基础上,赋予水凝胶法拉第反应活性,通过SEM、FTIR、UV-Vis、电化学测试以及DFT理论模拟,探讨了氧化还原活性水凝胶电解质参与储能反应的机理。在此基础上,以碳纸为电极,组装了三明治结构的柔性超级电容器,电化学测试表明,该超级电容器是兼具双电层电容以及电池性质的杂化超级电容器,在1m A/cm2的电流密度下,超级电容器的面积比电容可达189.1 m F cm-2,能量密度为32.71μWh cm-2,分别提高了11.5倍和5倍,在5000次充放电循环后,电容没有明显的衰减,展现出优异的循环稳定性。在压缩、扭转、锤击和切割一系列动态外力作用下,电容器的比电容保持率在95%以上,表明整个超级电容器具有优异的柔韧性。
其他文献
1931年日本帝国主义发动九一八事变后,东北沦陷。第二年扶植成立了伪满洲国傀儡政权,并定都于长春,称作“新京”。期间在长春市进行了大规模的城市建设,其中被称作“满洲式”
卢卡奇是西方马克思主义最重要的代表人物之一,他虽然是匈牙利人,但长期生活在德国,不仅对德国古典哲学,而且对马克思主义哲学研究比较透彻。卢卡奇的代表作《历史与阶级意识》对后世产生了深远的影响,其中的“总体性”、“物化”等概念是对马克思主义辩证法思想的解读。其理论思想有积极的意义,比如对“总体性”的发展,也有值得我们引以为戒的缺陷,比如对“阶级意识”的夸张。科西克是卢卡奇之后的东欧新马克思主义代表人物
城市设计是对于提高城市空间质量、改善城市生活有着重要意义。当代城市设计已经逐渐从建筑学和城市规划相关领域中独立出来,逐渐形成一个独立的学科。对于城市设计的实践活
在太空中航天器通常会配置太阳翼作为主要的能量来源,太阳翼由于本身结构跨度大、阻尼小、刚度低、柔性化等特点,在姿态控制过程中很容易受到控制力矩陀螺或推力器的干扰而在
潜水排污泵广泛应用于工业生产、防洪排涝等诸多邻域,同时消耗大量能源。因此对潜水排污泵的效率提出了更高的要求。为了提高潜水排污泵的效率,为潜水排污泵的优化设计提供有效的参考依据,本文以一台比转速为261的离心式潜水排污泵为研究对象,主要研究内容和结论如下:1.叶轮出口比面积对离心泵性能影响的研究叶轮出口宽度几何参数对离心泵的性能起着关键性的作用,为了得到叶轮出口面积参数对叶片效率与径向力的影响,保持
目的:模拟高原低氧环境建立缺氧动物模型,观察缺氧对大鼠心肌形态、心肌细胞凋亡程度以及心肌自噬的影响,观察红景天苷对高原低氧环境下大鼠心肌形态改变、凋亡变化,心肌自噬相关蛋白LC3、Beclin-1及P62表达的调节作用。方法:选取68周龄雄性无特定病原体(SPF)级Wistar大鼠,按照随机表法分成空白对照组、模型组及低、中、高剂量红景天苷治疗组,空白对照组饲养于SPF级实验室(平均海拔1500m
预应力混凝土连续刚构桥的结构通过结合了T形刚构桥和连续梁桥的结构优点,凭借这种结构优势,在桥梁工程领域得到了广泛的应用和发展。连续刚构桥在悬臂浇筑施工过程中,由于结
目前,双驴头抽油机因为其本身冲程长、节能好、动载荷小、工作稳定、易启动等优点被广泛用于石油开采。但是,根据现场实用调研,发现该机型在使用过程中存在节能效果不明显和后驴头悬绳易断等缺点。针对上述问题,本文主要对后驴头曲线参数进行分析和优化,选择节能效果最好的曲线参数。论文的主要内容如下:首先分析常规型游梁式抽油机的不足,对四杆机构与抽油系统能耗关系进行探讨,对比多种新型节能抽油机的应用范围,得出双驴
在石油化工、煤化工等流程工业中,含有大量的黏度大于1厘泊的高压液体,这些液体大部分都具有一定的能量。但在传统的流程工业中通过减压阀等措施使这些液体的能量消耗以达到下一步流程的需要。近年来,由于国家重视节能减排及液力透平基础理论研究,离心泵反转作液力透平在介质黏度较小的化工流程工业中得到了比较成功的应用。然而对于黏性介质下泵反转作透平压头/扬程、流量换算系数已有研究,对于低比转速离心泵作透平在黏性介
21世纪以来,随着全球经济发展,世界人口数量和能源消费量与日剧增,化石能源储量不断减少,大量的温室气体加剧了生态环境的恶化,人类社会逐渐显现能源和环境危机。大力发展可