改性凝胶聚合物电解质组装PEDOT固态超级电容器

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hongguoboy
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
近年来,随着能源需求的急剧增加、化石燃料的快速枯竭,可持续能源的探索和电化学储能/转换技术的发展力度越来越大。超级电容器因其出色的功率密度,优异的循环稳定性和安全性,成为一种新型的电化学储能装置,吸引了一大批研究人员竞相研究。本文通过将赝电容活性材料聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)电沉积到具有三维网络结构的碳纸(CP)上作电极,分别与氧化还原凝胶聚合物电解质和离子液体基凝胶聚合物电解质组装成对称的固态超级电容器,从增强比电容和提高电化学电压窗口两方面改善超级电容器的能量密度。主要研究内容包括以下几方面:(1)以CP为集流体,通过单极脉冲法成功制备了PEDOT/CP电极,利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及扫描电子显微镜(SEM)对其进行结构和形貌表征。结果表明,纺锤状PEDOT纳米颗粒均匀分布在碳纸的每根碳纤维上,并且PEDOT/CP保留了CP松散多孔的微观结构,利于离子和电子的传输。因此,PEDOT/CP被用作下述超级电容器的电极。(2)KI中I-因其具有不同的氧化/还原态,在电化学反应过程中能够进行多种氧化还原过程,并且具有较小的离子半径和降低电极/电解质界面处电荷转移电阻和扩散电阻的能力而成为一种有潜力的氧化还原介质。以PEDOT/CP为电极,碘化钾/聚乙烯醇/硫酸(KI/PVA/H2SO4)为凝胶聚合物电解质(GPE),组装成PEDOT/CP//KI/PVA/H2SO4//PEDOT/CP固态聚合物超级电容器(SSP-SCs)。通过循环伏安(CV),恒电流充放电(GCD)和电化学阻抗(EIS)测试可知,PEDOT SSP-SC显示出高的比电容,优异的能量密度和良好的循环稳定性。所以,在适当的PVA浓度和电解质用量下在GPE中掺杂适量的KI可以提高SSP-SC的离子电导率和赝电容,从而提高器件的性能。(3)1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)离子液体因其具有低的黏度、相对较高的电导率、合成容易等优点,常被引入到凝胶聚合物电解质中,形成具有宽工作电压窗口和高离子电导率的离子液体基凝胶聚合物电解质。本文采用冻融循环法制备了具有三维网络结构的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐/聚乙烯醇/硫酸(BMIMBF4/PVA/H2SO4)离子液体基凝胶聚合物电解质并与制备好的PEDOT/CP电极构建成对称的PEDOT SSP-SCs。通过一系列测试方法对SCs进行电化学性能测试,结果表明:与PVA/H2SO4GPE的SSP-SC相比,BMIMBF4/PVA/H2SO4 GPE的SC的电化学性能有显著的改善。因此,在PVA/H2SO4 GPE中添加BMIMBF4能有效改善SSP-SC的电容性能和能量密度。此外,BMIMBF4/PVA/H2SO4 GPE也因其优异的机械性能在轻、薄及可穿戴的柔性器件中具有很大的应用价值。
其他文献
纤维金属加筋壁板作为一种新型轻质结构件,在航天航空等诸多工程领域得到了广泛的关注。在现实应用中,壁板结构会受到外加载荷的影响,疲劳损伤和屈曲失稳是最常出现的失效形
开展结构用锯材目测分级是高效利用锯材的重要手段,目测分级是依据分级规则评估锯材表面的缺陷影响,通过人工观测方式进行锯材的等级划分。但是存在效率低、主观性大等问题。
壮族学者梁庭望在他的专著《壮族文化概论》中,将整个大壮区的文化划分为9个具体的文化区,即:红水河中下游文化区,柳江、龙江文化区,桂西北文化区,桂粤文化区,邕南文化区,邕江、右江
纳米材料对于电子、信息、新型陶瓷、生物、化工、医药、机械、交通、能源、国防等领域有着重要意义和广泛的应用前景。TiN及Ti-Si-N作为硬质薄膜涂层材料的一类代表,以其比较
沥青作为原油精炼过程的副产品,是重要的道路工程材料。一般沥青产地与用户所在地距离较远,沥青需经历较长时间的运输过程。沥青属于非牛顿流体,在不同温度下的形态具有较大的差异。运输时间较长时,向外界环境散热导致沥青的温度降低,罐车内沥青凝结为固态。此时,沥青流动性能变差,无法直接卸载,需加热使其具有一定的流动性才可以进行卸车。不同于一般的牛顿流体,沥青在加热过程中粘度会发生剧烈的变化,具有比较复杂的传热
本文尝试以魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan,简称KGM)和普鲁兰多糖(Pullulan,简称PULL)为主要原料制备半互穿网络水凝胶,以期获得凝胶性能优良,并具有一定环境敏感性的智能
随着互联网技术和地理信息服务的飞速发展,互联网电子地图已逐渐应用于社会生活的方方面面,互联网POI (Point of Interest,兴趣点)作为电子地图的重要组成部分,具有海量、异
本文以语言模因为理论基础,探讨四字语的发展演进问题。四字语是现代汉语重要的组成成分,在我们的日常生活中有着较高的使用率,也是现代汉语词汇发展演进中较活跃的一部分,对
垂柯霉素(Trichomincin)是本实验室前期从真菌哈茨木霉(Trichoderma hazianum)中分离得到的新结构小分子化合物,已获国家专利,专利号为ZL 200510082974.X。人结肠癌细胞HT-29
牙齿根裂包括牙根纵裂以及由于咬合、根管治疗等导致产生的隐裂、微裂。临床上,微裂纹的传播可能导致根系垂直断裂,出现其他的牙周疾病,导致需要拔牙治疗。因此早期诊断牙齿微裂纹并得到及时治疗则显得尤为重要。由于根裂早期发病部位隐蔽,早期症状不典型,临床表现差异较大,发病位置很难被定位,容易被漏诊误诊,缺乏有效的治疗手段,是目前临床诊治的难点。目前临床上最常用的诊断根裂的辅助手段是三维锥形束计算机断层扫描(