【摘 要】
：
电化学电容器作为一种新兴的储能技术,具有功率密度高、循环寿命长、低温性能好、安全可靠和环境友好等优点,并兼顾传统电容器和电池的特点而备受关注。然而,目前的电化学电容器在能量密度方面还存在不足,从而制约了电化学电容器在储能和动力领域的应用,严重阻碍了电化学电容器的应用与发展。传统的电介质电容器具有电压较高的优点,仅因其比容量过小,也使其在储能方面的应用受到限制。因此,研究开发一种高电压、大容量、便携
【基金项目】
：
3-Al2O3/Al阳极和PANI-TiO2/Ti阴极电极材料制备及其应用基础研究”','0001','ApLJNybhrH-9KFRZ4dAaWaH8MzCi_eP-C1_O8WOCuBPYPogFIY6pqQ==');
">国家自然科学基金“超高压大容量卷绕型混合超级电容器用BaTiO3-Al2O3/Al阳极和PANI-TiO2/
论文部分内容阅读
电化学电容器作为一种新兴的储能技术,具有功率密度高、循环寿命长、低温性能好、安全可靠和环境友好等优点,并兼顾传统电容器和电池的特点而备受关注。然而,目前的电化学电容器在能量密度方面还存在不足,从而制约了电化学电容器在储能和动力领域的应用,严重阻碍了电化学电容器的应用与发展。传统的电介质电容器具有电压较高的优点,仅因其比容量过小,也使其在储能方面的应用受到限制。因此,研究开发一种高电压、大容量、便携性的电容器势在必行。本文将传统电介质电容器与电化学电容器两种不同类型电容器组合,设计了一种兼顾这两类电容器优点的“混合电容器”。这种电介质-电化学混合电容器将既具有传统电介质电容器高电压的特点,又能保持电化学电容器高容量的优点。本文分别以铝电解电容器阳极箔（Al/Al2O3）、钛基钛酸钡（Ti/BaTiO3）薄膜、铝基钛酸钡薄膜（Al/BaTiO3）为阳极材料,以铝基活性炭涂层（Al/AC）作为阴极,以铝电解电容器高压电解液S330作为电解液,以卷绕式或片式进行组装,并以铝塑膜作为外包装,分别制备了 Al/Al2O3‖AC/Al型、Ti/BaTiO3‖AC/Al型、Al/BaTiO3‖AC/Al型电介质-电化学混合电容器。对不同类型混合电容器的电极材料的形貌、物相进行了表征,对不同类型混合电容器的电化学性能进行了测试分析,研究了不同电极材料的形貌结构对混合电容器电化学性能的影响。主要研究内容如下:（1）以商品铝电解电容器阳极箔（Al/Al2O3）做为阳极材料,以铝基活性炭涂层（Al/AC）作为阴极,以铝电解电容器高压电解液S330作为电解液,以卷绕的形式组装成卷绕式软包装Al/Al2O3‖AC/Al型铝电解-电化学混合电容器。该混合电容器的电压为105V,容量为580μF,漏电流为21μA,损耗tanδ为0.2。与常规电化学电容器相比,所制备的混合电容器工作电压得到提高;与普通铝电解电容器相比,电压与其相近,容量成倍增加,从而极大地提升了电容器的储能密度。通过计算,混合电容器的质量能量密度为0.49 Wh/kg,是同规格铝电解电容器（0.23Wh/kg）的两倍多。（2）以商品钛箔为基体,采用化学氧化和阳极氧化两种方法制备钛基TiO2氧化层,在相同条件下进行水热反应制备钛基BaTiO3介质层,得到阳极Ti/BaTiO3;以铝基活性炭涂层（Al/AC）作为阴极,以铝电解电容器高压电解液S330作为电解液,以片式组装成片式Ti/BaTiO3‖AC/Al型瓷介-电化学混合电容器。实验表明:在制备的Ti/BaTiO3‖AC/Al型瓷介-电化学混合电容器中,经阳极氧化-水热得到的BaTiO3介质层比经化学氧化-水热得到的BaTiO3介质层其混合电容器电化学性能要好,且最佳阳极氧化时间为75min,实验表明,阳极氧化75min的混合电容器样品可耐压200V,在120Hz下,容量可达126.6μF,损耗tanδ为0.45,均高于化学氧化体系的性能参数;其质量能量密度为0.25 Wh/kg,是化学氧化体系（0.12Wh/kg）的2倍,是商品贴片陶瓷电容器的十倍。（3）以具有优良的介电和压电性能的高聚物聚偏氟乙烯（PVDF）为粘结剂,将商品纳米级BaTiO3采用球磨混合和流延涂覆制得钛酸钡薄膜,粘附于基体铝箔之上,作为阳极,与铝基活性炭阴极组装成片式Al/BaTiO3‖AC/Al型瓷介-电化学混合电容器。实验表明:BaTiO3与PVDF以7:1的质量比制备的钛酸钡薄膜,BaTiO3纳米颗粒分散性最好,薄膜表面较其他样品更为光滑平整;以此配比制备的Al/BaTiO3‖AC/Al型瓷介-电化学混合电容器耐压值为180V,容量为16.2μF,损耗tanδ为1.03,ESR为2.3Ω,漏电流为36μA,能量密度为0.04Wh/kg。同时研究了极片面积变化对混合电容器性能的影响,实验表明:极片面积越大,混合电容器的耐压和漏电流越趋于稳定,并且容量和损耗随极片面积近乎线性变化。
其他文献
环酰亚胺衍生物类金属配合物在磁性材料、电化学传感、光学材料、生物活性以及能源储存等方面有着潜在的应用价值,因此,近年来引起了科研工作者们浓厚的研究兴趣。本论文采用环酰亚胺衍生物N-羟基-1,8-萘二甲酰亚胺为配体,与相应金属盐反应,合成了十五个未见报道的配合物。其中,配合物（1）-（6）为过渡金属配合物,配合物（7）-（15）为稀土金属簇合物。论文采用红外、X-射线单晶衍射、X-射线粉末衍射以及元
1,4,7-三氮杂大环壬烷（tacn）及其衍生物具有良好的配位能力,能够形成形式多样的金属配合物。这些配合物在金属蛋白与金属酶的人工模拟、生物活性分子的识别、分子基磁性材料的制备以及医学诊疗等领域具有广阔的应用前景。本论文以tacn为母体,分别在环骨架N原子上引入丙酰胺或丙醇功能侧臂合成得到两个单tacn环衍生配体:1,4,7-三氮杂大环壬烷-1,4,7-三丙酰胺（tcetacn）及1,4,7-三
以高分子等复杂流体为分散介质的胶体体系在生活、生产、功能材料的制备等领域都有着广泛的应用。由于分散介质的黏弹性,胶体粒子呈现出在牛顿流体中没有的复杂流动行为,如流致迁移、流致组装等。为了更好的调控这类体系的性能,人们迫切希望了解胶体在黏弹性溶剂中的流动行为,进而调控胶体的结构。然而胶体/高分子复合体系具有复杂的多层次结构,这给实验研究和理论分析带来了很大的挑战。由于能同时研究不同尺度的结构与性能,
安徽省人民政府办公厅2013年元月下发的《安徽省关于进一步加强学校体育工作深化体教结合的意见》提出了深化学校体教结合的总体要求和主要目标。总体要求,按照“资源共享、责任共担、义务共尽、成果共用”的原则,充分发挥教育、体育部门各自的优势,加强学校体育工作,完善体育后备人才培养体系,不断提高学生体质水平和综合素质。那么,两年多的时间过去了,安徽省教育厅、体育局作为分管学校教育和体育工作的主管部门在全省
本文选取桂林喀斯特地区檵木群落为研究对象,分别测定檵木群落不同恢复阶段凋落物年凋落量、凋落物基质质量、土壤酶活性等,探讨不同因素对檵木群落不同恢复阶段凋落物分解速率的影响机制,为进一步研究喀斯特生态系统的养分循环提供科学依据。主要研究结果如下:（1）檵木群落灌木阶段、乔灌阶段和乔林阶段年总凋落量分别为4353.04kg·hm--2·a-1,6733.24kg·hm--2·a-1和 6587.46k
本文以3-硫酮-5-巯基甲基-1,2,4-三氮唑为配体,与不同的金属盐反应,合成了十个新的配合物。配合物序号和分子结构简式如下:（1）[Ni4（HL）4]·H2O·DMF（2）Ni4（HL）4（3）[Ni24（HL）24]·NO3·xG（4）[Zn24（HL）24（H20）6]·N03·xG（5）[Mn24（HL）24（H20）6]·NO3·xG（6）[Cd24（HL）24（H2O）6]ClO4·
氧化石墨烯（GO）是一种单个原子层厚度的二维碳纳米材料。因为其独特的电子性质、机械强度高、水溶性和生物相容性好、光致发光强、表面可修饰等特性,越来越受到研究者的关注。已经证实GO在构建可靠的生物电子装置和生物传感器中是一种难得的优秀传感平台。通过和核酸碱基之间的疏水作用、范德华力、π一π叠堆效应、氢键作用,GO可以有效地吸附单链DNA（ssDNA）。GO同时也是优秀的猝灭剂,通过无辐射偶极-偶极作
高核过渡金属簇合物以其迷人的空间构型,卓越的磁学性质及优良的催化性能,使得这一领域成为配位化学中研究的热点。特别是钴镍掺杂金属簇,由于钴镍原子物化性质相似,配位模式相近使得传统的单晶衍射技术等均不能分辨,给钴镍掺杂的金属簇合物的研究带来了巨大的困难及挑战。利用质谱技术研究配位分子簇的溶液体系蕴藏着丰富的信息,配位分子簇（聚）合物的溶液存在形式、组分分布,揭示相关组装机理是十分有趣的研究课题,同时,
共振瑞利散射（RRS）光谱法具有简便、快速、灵敏的特点,已经广泛的应用于药物、蛋白质以及环境分析中。表面增强拉曼散射光谱（SERS）不仅能够检测吸附到金属表面的单分子层和亚分子层的分子,还能将表面分子的结构信息给出,具有快速、灵敏、信息丰富、选择性高等特点,应用广泛。本文将金纳米粒子（AuNP）、核酸适配体、纳米催化等反应与RRS以及SERS光谱技术结合,建立了测定痕量汞、砷、铅的适配体纳米金催化
研究金属配合物与DNA的相互作用并探讨其作用机理,对于制备副作用小、疗效好的抗癌药物和进行离体筛选抗癌药物,以及探索抗癌药物在活体内治疗疾病的本质具有重要意义。本论文采用电化学方法和紫外-可见光谱法研究了(C14H15NO2)配体及其两种Cu配合物与DNA的相互作用。此外,以低共熔溶剂（DESs）为介质,采用电化学方法在玻碳电极上沉积PtCu合金复合材料,构建了一种新型的无酶电化学H2O2传感器。