【摘 要】
：
超级电容器（SCs）,具有充放电速度快、高功率密度以及长循环寿命等优势,被广泛应用于便携电子器件、可穿戴器件的储能单元。然而,较窄的工作电压范围和低能量密度成为限制SCs发展的瓶颈。开发纳米复合活性材料、优化电极结构,提高离子/电子扩散速率是提升SCs电化学性能的关键。本论文分别制备了非对称电极材料和复合材料电极的SCs,研究了电极材料组成和结构对储能器件性能的影响。主要研究内容包括以下三方面:（
论文部分内容阅读
超级电容器（SCs）,具有充放电速度快、高功率密度以及长循环寿命等优势,被广泛应用于便携电子器件、可穿戴器件的储能单元。然而,较窄的工作电压范围和低能量密度成为限制SCs发展的瓶颈。开发纳米复合活性材料、优化电极结构,提高离子/电子扩散速率是提升SCs电化学性能的关键。本论文分别制备了非对称电极材料和复合材料电极的SCs,研究了电极材料组成和结构对储能器件性能的影响。主要研究内容包括以下三方面:（1）采用分步电化学沉积法在泡沫镍（NF）基底上沉积了Al金属掺杂准浓度梯度的Ni-Co层状双氢氧化物（LDH）电极（Al-QCG）。研究发现:Al3+的引入有效地改善了LDH材料的微观结构,加快了电化学反应中离子扩散速率,使Al-QCG电极具有高比电容与良好的循环稳定性。电流密度为1 A g-1时,比电容为2372.6 F g-1,恒流充放电测试5000圈比容量保持率达86.1%;与碳基材料结合组装成Al-QCG/NF//KOH//AC/NF非对称超级电容器（ASCs）后,其比电容为48.1 F g-1(电流密度为1 A g-1),恒流充放电测试10000圈比容量保持率为90.9%,在763.4 W kg-1功率密度下,其能量密度为17.9 Wh kg-1。（2）使用自模板方法合成新型Ni-Co-P多层多孔六边形纳米片电极材料,通过离子交换反应控制材料的生长过程,实现从一维到三维的复杂转换。利用Ni-Co-P纳米线（NWs）网络构造提供相对较小的多单体传输通道可使离子到达材料内部,从而大大提高了离子传输效率。Ni-Co-P电极的比电容在1、2、5、10和20 A g-1时分别为1467.6、1380.0、1377.0、1274.0和1212.0 F g-1,电容保持率为85%。分别以Ni-Co-P复合材料以及活性炭（AC）材料为正负极制备ASCs,在1 A g-1电流密度时的比电容达到61.2 F g-1,并且在长时间的充放电过程中也表现出优异的稳定性。（3）在超强机械性能离子水凝胶电解质基底（GELE）两侧,原位快速沉积聚苯胺/石墨烯（PANI/GO）复合材料,组装得到具有优良电化学性能和机械性能的PANI/GO一体化超级电容器（PANI/GO AISC）。与传统器件相比,PANI/GO-GELE AISC具有较高的比电容,在0.2、0.4、0.8、1.6和3.2 m A cm-2的电流密度下,比电容分别为222.8、187.2、163.2、160.0和151.7 m F cm-2;当电流密度扩大16倍时,电容保持率为68%;在120.0μW cm-2的功率密度下具有44.6μWh cm-2的高能量密度。同时,PANI/GO-GELE AISC在压力、弯曲和拉伸等外力作用下仍可以保持优异的电化学性能,在不发生极化的情况下,将三个电容器串联提供点亮LED灯所需的电压及功率,为进一步发展柔性储能器件提供了一种新策略。
其他文献
超声换能器在超声焊接、超声切割和超声加工等功率超声领域应用广泛,而超声换能器在工作过程中,随着温度、环境等因素的变化会导致其谐振频率产生漂移,因此实现频率自动跟踪是超声换能器能高效、稳定工作的关键之一。本文从频率自动跟踪角度出发,以STM32微控制器为主控核心,结合直接数字合成芯片AD9833,设计了超声换能器的并联谐振频率自动跟踪系统。本文的研究内容主要包括:1.分析了超声换能器在其并联谐振频率
大肠杆菌是人和动物肠道内的常驻共生菌及机会致病菌,同时也是耐药性的指示菌。我国正受到日益严重的细菌耐药性的威胁,客观、准确的掌握国家或区域内细菌耐药现状对国家制定合理的降低细菌耐药危害的策略以及提高疾病防治效益意义重大,目前国内关于动物源细菌耐药的报道研究较多,但较为零散不系统,未见应用科学的统计分析方法进行系统评估不同动物、药物、养殖状态、时间、地区等条件下的耐药状态,本研究应用Meta分析方法
Modelica作为一门面向多领域统一建模的语言,目前已经成为多领域建模领域的事实标准。对一个Modelica模型而言,参数的准确与否直接决定了模型的有效性,因此标定参数是创建模型过程的关键一环。现有的标定方法以基于手册或经验知识的人工试凑法为主,标定过程繁琐且不能保证参数的准确性;利用最小二乘估计、粒子群等算法对模型参数进行辨识在一定程度上提高了参数标定的速度和精度,但依然存在着易陷局部最优、数
贝壳经过千百年的进化通过自组装构筑出各种独特的结构,这些结构通常是工程材料所不具备的。例如,珍珠层结构存在于许多无脊椎软体动物贝壳中,以其优异的力学性能吸引了众多材料科学和工程学者的关注。褶纹冠蚌贝壳是一种具有层级结构的天然生物材料,本文以其作为研究对象,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪、显微硬度计、压缩试验和三点弯曲试验对该贝壳材料的微观结构和力学性能及其两者的关联进行系统研究,为高
随着数控技术的发展与进步,对伺服驱动系统的高速高转矩等性能提出了更高的要求。SVPWM过调制算法可以提高伺服驱动逆变器的输出电压,提高伺服电机的最高转速和输出转矩。本文利用FPGA具有并行运算和快速数据处理的特点,研究并开发了一种基于FPGA的SVPWM过调制算法。对比分析SVPWM过调制Ⅰ区和Ⅱ区的幅值相角修正策略,针对过调制Ⅰ区增大电压幅值而相角保持跟随不变、而过调制Ⅱ区需要修正幅值和相角的实
变频调压信号源能够输出频率、幅值在一定范围内任意可调的正弦电压,广泛应用于新能源装备阻抗测量、电气设备测试、医疗设备供电等领域。然而,现有的变频调压信号源仍有许多不足之处:在输出电压幅值较低时,波形质量会显著恶化;在数字控制下,难以通过查正弦表的方式产生任意频率的调制波;在采用PI控制器时,输出电压存在明显的稳态误差。本文针对以上问题,对数字化变频调压信号源进行了详细的理论分析和方案设计,主要工作
杜仲（Eucommia ulmoides Oliv.）不仅是全球极具开发潜能的天然胶源树种,也是我国十分重要的中药材、木本油料和战略资源树种。杜仲叶片、翅果皮及树皮中均含有杜仲橡胶（Eucommia rubber,Eu R）,它是巴西橡胶（natural rubber,NR）的同分异构体,分子结构为反式-1,4-聚异戊二烯（trans-1,4-polyisoprene,TPI）。因为杜仲胶是由杜仲
透明电极兼具透光性和导电性,在显示、医疗、能源利用以及智能穿戴等方面有着广阔的应用前景。随着柔性电子的快速发展,透明电极柔性化是其未来发展趋势。金属纳米纤维因具有高导电性和良好的力学性能,成为新型柔性透明电极的备选材料之一。但是,当前金属纳米纤维组装的透明电极因纤维无序排布,导致其光电性能差异显著,尚未达到理想水平。针对此问题,本文以高导电银纤维为研究对象,开发了金属纤维原位直写成形新工艺,重点研
《尚書啓幪》是黄式三在《書》學研究上的唯一著作,其問世可謂是“命途多舛”。因時局動蕩、資金不足等原因,《尚書啓幪》一書的刊刻拖延至了光緒年間。這也直接導致其未能得到後世乃至現代學者過多的重視。但是《尚書啓幪》的撰述體例、解經特點却爲後世學者的治學思路提供了新的思考方向。具體説來就是黄式三擷取清代學者對《尚書》學研究的精華作爲《尚書啓幪》的藍本,只取江聲、王鳴盛、段玉裁、孫星衍四家《書》學研究的考證
硅钢是一种重要的软磁材料,在电力及电子通讯工业中有着广泛的应用。高硅钢相比于普通硅钢具有高磁导率、高电阻率、近乎为零的磁致伸缩系数和低铁损等优良的软磁性能和高频特性,但高硅钢低温时固溶强化严重并形成有序结构,变形抗力增大,脆性增大,塑性差,难以用常规的轧制生产工艺进行生产。东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室对用薄带铸轧技术生产6.5wt%Si高硅钢进行了大量研究,并取得了一系列的成果。基于