电火花法改性铝箔集流体以及界面优化在超级电容器中的研究与应用

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fuyunyang1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近几十年里,由于化石燃料的大量燃烧导致不可再生能源急剧减少,因此能源问题受到了重视。为了改善能源领域存在的问题,各种储能器件迎来了极大的发展。超级电容器作为一种能量转换效率较高的储能器件,因其具备功率密度高,充电时间短,循环寿命长且安全环保等优势,在储能方面显示出了巨大的应用价值。本文从超级电容器的一个组成部分:集流体为出发点,采用工业上已有的电火花放电技术对铝箔集流体进行了表面改性,用改性后的铝箔制备了超级电容器单体和大电容超级电容器,并对其性能进行了测试与研究。在对集流体改性部分的研究中,采用了X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),能量色散X射线谱(EDS),拉曼测试(Raman),X射线光电子能谱分析(XPS)物理测试手段对改性后的集流体进行了表面分析,通过研究其表面的微观结构,进而分析电火花放电对铝箔的改性过程。通过分析,明确了:改性过程仅在铝箔表面进行,并未破坏铝箔整体结构,保证了铝箔作为集流体具备的支撑作用。同时,石墨棒电极上的碳会附着、嵌入铝箔表面,有利于在铝箔和电极材料的交界面形成更加立体的结构。改性过程有利于电极材料与集流体的结合,能够形成良好的导电通道,还会对铝箔表面形成保护层使其不易被氧化。在对改性的铝箔进行表面分析后,采用该改性铝箔制备了包含两电极的超级电容器单体。为了探究改性的铝箔具备的应用价值,所制备的超级电容器为碳基有机系超级电容器。相比于种类繁多的电极材料,碳基有机系超级电容器商用价值更高,应用范围更广,对于集流体的探究及其应用价值的研究具有一定的参考性。通过对样品进行循环伏安(CV),恒流充放电(GCD),交流阻抗法(EIS)等电化学测试,可以得知改性集流体的样品具备更好的电化学性能,包括更高的活性材料利用率(从电极材料比电容可以得知:在5 mV s-1的电压扫描速率下,改性后为136 F g-1,改性前为90 F g-1),更小的电阻(改性后样品等效电阻为0.3Ω,改性前为17Ω),大电流充放电等性能。除此之外,对采用改性的集流体制备的超级电容器样品进行了进一步探究,其内容包括扩展其电压窗口的测试(最大电压可达3.5 V),大电流下循环性能测试,样品的倍率性能测试等。在这部分的探究过程中,改性后的样品有良好的表现。本论文还基于改性的集流体对4000 F大电容超级电容器的进行了生产线制备。由于大电容超级电容器内部采用多个超级电容器并联的叠片结构,其本身电阻很小,因此由改性的集流体降低电阻所带来的性能优势在这部分并不能清晰的体现出来。但采用改性集流体制备的样品其稳定性和性能能够达到超级电容器的要求,具备一定的应用价值。本论文中所进行的集流体改性有效的提高了碳基有机系超级电容器的性能,其制备过程和大电容制备过程具有一定的参考价值。
其他文献
糖尿病与抑郁症是现代社会高发的两类重大疾病,且二者常常共病,约30%的糖尿病患者合并有抑郁症状。糖尿病合并抑郁症导致患者临床结局变差,并发症风险与死亡率都显著上升,对
在中国,由于银行体系和房地产市场的关系非常密切,导致银行系统很容易受到房地产市场波动的影响,一旦引发系统性风险,将会是对经济的严重打击,所以,研究房价和系统性风险的关系是很有必要的。本文是通过开发企业这一渠道来进行研究的。开发企业与银行之间通过贷款紧密联系,银行与银行间通过同业拆借相互联系,当开发企业遭受危机时,与之相关的银行可能遭受贷款损失,并进一步通过银行间的同业业务联系将损失传染至整个银行系
热作模具钢主要用于制造从事加热到再结晶温度以上的固态金属或高温液态金属压制成型的模具。模具在使用过程中承受高温冲击,往往由于钢材的强度和韧性不够,造成局部塌陷或断
大豆异黄酮有很多重要的生理活性,而这些突出的生物学功能主要以异黄酮苷元(占总含量的2%~3%)来发挥作用,造成了大豆异黄酮资源的浪费,因此迫切需要一种提高大豆异黄酮苷元含
镜泊湖火山区位于中国东部敦化-密山火山喷发带的中部。火山的活动时间较长,在新生代的第三纪和第四纪均有火山活动发生。目前镜泊湖火山属于休眠状态下的活火山,近年观测到有喷冷气的现象,表明镜泊湖火山仍具有潜在危险。同时镜泊湖火山的火山机制并不明确,对于火山的起源目前还存在较大分歧,所以系统的研究镜泊湖火山区的地下结构以及火山机制是十分必要的。我们在镜泊湖地区及周边开展了宽频大地电磁观测,共有44个有效测
在阵风环境下高速列车由既有线路驶入桥梁时,可能会由于其自身气动特性发生较大变化而导致列车出现脱轨事故。这是由于真实环境中的风场并非恒定风场,而是处于方向大小的不断
目的高血压是最常见的心血管疾病之一,全世界每年因高血压及相关并发症而死亡人数达900万,发病率呈逐年上升趋势,高血压的发病机制复杂,与炎症、内皮功能障碍等相关。巨噬细胞游走抑制因子(MIF)是一个与炎症性疾病相关的因子,通过发挥促炎性作用导致血管内皮功能障碍,从而参与动脉粥样硬化过程,而高血压是动脉粥样硬化的重要危险因素。本研究主要探讨:血浆MIF水平与高血压病的相关性;血浆MIF水平能否作为高血
优质鸡的饲养日龄较长,母鸡一般饲养至接近性成熟才上市,沉积的脂肪较多,因此,如何从育种的角度来降低脂肪的沉积,是优质鸡育种亟待解决的问题。本论文旨在研究不同的选种方
回顾改革开放40年历程,小城镇伴随国民经济与社会结构的变迁,在我国城镇化发展过程中一直发挥着非常特殊的地位与作用。在城乡融合的发展目标下,我国小城镇正面临前所未有的
P91钢是火电机组锅炉用钢,具有较高的耐疲劳强度、良好的抗氧化性、相对较高的抗拉强度和较细小的晶粒,最高使用温度能够达到650℃。P91钢在热加工过程中不仅有动态回复、动