收藏本站
《上海师范大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

印制式石墨烯基微型超级电容器的研究

肖毓秀  
【摘要】:微型超级电容器是一种基于电化学电容实现储能的微型能量存储器件,可作为能量存储单元应用于便携式电子器件中。目前,微型超级电容器的研究虽然有很大的进展,但仍然存在基体选择性小、比电容量小、阻抗大和循环寿命短等缺点。因此,开发新型高效的柔性微型超级电容器成为当前研究者的工作热点。石墨烯是一种具有六角网状晶格的二维材料。在室温下,它具有大比表面积、高载流子迁移率、高导电性和高比容量等特点,是制备叉指结构微型超级电容器的重要材料之一,同时石墨烯的二维平面结构使其成为良好的修饰基体,能与多种半导体材料进行复合。本论文通过改进石墨烯材料和采用平面叉指构型,极大地缩短了电解液离子的传输距离,从而改善了石墨烯微型超级电容器的电容性能。首先,本文采用湿化学法制备还原氧化石墨烯(r GO)和磺化处理的还原氧化石墨烯(S-r GO)作为电极材料。通过表征分析可知:S-r GO出现了很多褶皱和边缘卷曲现象,形成了一定的孔隙,从而有利于电解质的渗入,确保了其良好的电容性能,将得到的r GO和S-r GO配制成油墨,采用凹版印刷技术印制成叉指结构微型超级电容器。在25μA/cm2的电流密度下,r GO和S-r GO微型超级电容器的比电容值分别为1.52 m F/cm2和2.88 m F/cm2,可以得出S-r GO叉指电极其比电容值优于r GO叉指电极。其次,为了进一步增加r GO叉指电极的电容性能。本论文采用生物分子辅助水热合成法合成Mo S2/r GO复合材料作为电极材料。通过表征分析:Mo S2/r GO复合材料为三维纳米“花状”结构,有利于活性材料与电解质的接触,同时Mo S2有着优异的电容特性,保证了其复合材料优良的电容性能。采用凹版印刷技术印制成Mo S2/r GO叉指结构微型超级电容器,在35μA/cm2的电流密度下,其比电容值为6.56 m F/cm2,且能量密度为0.58 m Wh/cm3时,功率密度为13.4 m W/cm3。可以得出由于Mo S2的引入和其复合材料的特殊结构,其电容性能得到了进一步提高。本论文创新地采用凹版印刷技术制备活性物质负载量较高的石墨烯基叉指结构微型超级电容器。通过改善r GO的结构、引入电容性能优异的Mo S2和利用平面叉指构型,得到了电化学性能较好的S-r GO和Mo S2/r GO叉指结构微型超级电容器。
【学位授予单位】:上海师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM53

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 邓隐北;邢红超;;双电层电容器的研制与应用[J];电工技术;2011年06期
2 刘志祥,董国君,张密林;双电层电容器的制备及性能[J];电源技术;2001年06期
3 高书燕;范豪;;基于金属氧化物的赝电容器[J];化学通报;2013年03期
4 江奇,瞿美臻,张伯兰,于作龙;电化学超级电容器电极材料的研究进展[J];无机材料学报;2002年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 施刚伟;水热反应法合成金属硫化物纳米片及其在超级电容器中的应用[D];信阳师范学院;2014年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 桂长清;新型贮能元件超级电容器[J];船电技术;2003年01期
2 桂长清;新型贮能单元超级电容器[J];电池工业;2003年04期
3 文建国,周震涛,文衍宣;超级电容器材料研究的辩证思维[J];东莞理工学院学报;2004年01期
4 马洪涛;赵文超;周龙瑞;马永泉;;碳基超级电容器基本参数的确定[J];电源技术;2009年12期
5 张庆武,周啸,杨红生;碳化聚丙烯腈多孔材料在电化学电容器中的应用研究[J];高分子学报;2003年05期
6 孔令斌;吴维金;郎俊伟;刘敏;罗永春;康龙;;Ni(OH)_2/USY分子筛复合材料的制备及其超级电容性能[J];兰州理工大学学报;2009年05期
7 黄廷立;叶志国;彭新元;胡生双;华小珍;周贤良;袁学滔;;不同晶型MnO_2超级电容器电极材料的电化学特性[J];机械工程材料;2012年04期
8 徐晓;田艳红;张学军;;石墨烯/二氧化锰复合材料的电化学性能[J];硅酸盐学报;2013年01期
9 邢宝林;黄光许;谌伦建;张传祥;徐冰;;超级电容器电极材料的研究现状与展望[J];材料导报;2012年19期
10 许树茂;陈杰勇;邓淇彬;高爱梅;舒东;;不同掺炭比例对超级电池负极铅膏电化学性能的影响[J];蓄电池;2013年05期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 张小艳;王先友;汪形艳;粟劲苍;江兰兰;吴昊;吴春;;表面活性剂浓度对多维结构多孔碳材料电化学性能的影响[A];第29届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2011年
2 孙树鑫;刘斌;刘晓亮;张杰;;现代城市有轨电车混合动力系统研究[A];第十五届中国科协年会第11分会场:综合交通与物流发展研讨会论文集[C];2013年
3 吴胜利;;提高保护渣喷雾干燥效率的模拟研究[A];2013年耐火材料综合学术会议(第十二届全国不定形耐火材料学术会议和2013年耐火原料学术交流会)论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郎俊伟;用于超级电容器的金属氧化物及其复合电极材料的制备与性能研究[D];兰州理工大学;2010年
2 王新宇;超级电容器用新型电极材料的研究[D];中南大学;2011年
3 黄小文;电化学电容器及锂离子电池正极材料的研究[D];东北师范大学;2002年
4 耿新;二氧化锰电化学电容器的研究[D];天津大学;2003年
5 侯朝辉;高比表面积中孔炭材料的制备及其双电层电容性能研究[D];中南大学;2004年
6 陈德宏;介孔材料结构和孔道的可控合成及其在电化学和生物分离中的应用[D];复旦大学;2006年
7 赵尧敏;喷墨打印锂离子薄膜电极和复合超电容材料的制备及电化学性能研究[D];复旦大学;2006年
8 赵清华;无线传感器节点能量管理系统的研究[D];太原理工大学;2010年
9 盖晓东;基于三单体直接均衡电路的串联储能电源组均衡技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 邢宝林;超级电容器用低阶煤基活性炭的制备及电化学性能研究[D];河南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨艳静;超级电容器用纳米二氧化锰的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
2 黄鑫;超高分子量聚乙烯纤维的原料比较及抗蠕变性能研究[D];北京服装学院;2010年
3 刘明;水热法制备过渡金属掺杂ZnO及其光学性质研究[D];西北大学;2011年
4 刘祎;超级电容储能装置作为兆瓦级风力机变桨系统备用电源的研究[D];华北电力大学(北京);2011年
5 魏双;炭基电化学电容器电极材料的电容性能及模型计算[D];吉林大学;2011年
6 刘卯成;多孔金属氧化物电极材料的制备及其超级电容性能研究[D];兰州理工大学;2011年
7 季煦;金属氧化物/活性炭非对称超级电容器的组装及影响因素[D];兰州理工大学;2011年
8 白瑞娟;电沉积法制备镍、锰氧化物及其超级电容性能的研究[D];兰州理工大学;2011年
9 马婷婷;超级电容电池正极与负极材料的研究[D];中南大学;2011年
10 陈绪杰;超级铅酸电池负极用炭材料的改性及电化学性能研究[D];中南大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘志祥,张密林,闪星,董国君;千法级超级电容器的制备[J];电源技术;2001年05期
2 刘伟民;;碳气凝胶电极在双电层电容器中的最新进展[J];电源技术;2010年06期
3 王国庆,林忠富,左伟忠,王树学;超大容量双电层电容器主要技术参数的测试[J];电子元件与材料;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘建新;超级电容器在直流电源系统中的应用[J];华东交通大学学报;2002年03期
2 桂长清;新型贮能单元超级电容器[J];电池工业;2003年04期
3 ;超级电容器[J];电源世界;2004年03期
4 文建国,周震涛,文衍宣;超级电容器材料研究的辩证思维[J];东莞理工学院学报;2004年01期
5 李荐,钟晖,钟海云,戴艳阳,温俊杰;超级电容器应用设计[J];电源技术;2004年06期
6 Bobby Maher;;超级电容器简介[J];今日电子;2006年01期
7 王鑫;;超级电容器在汽车启动中的应用[J];国外电子元器件;2006年05期
8 Matt Reynolds;;替代能源中的超级电容器介绍[J];今日电子;2006年07期
9 陈新丽;李伟善;;超级电容器电极材料的研究现状与发展[J];广东化工;2006年07期
10 常建中;;超级电容器串联应用中的均压问题以及解决途径[J];长治学院学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马衍伟;张熊;余鹏;陈尧;;新型超级电容器纳米电极材料的研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
2 张易宁;何腾云;;超级电容器电极材料的最新研究进展[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
3 钟辉;曾庆聪;吴丁财;符若文;;聚苯乙烯基层次孔碳的活化及其在超级电容器中的应用[A];中国化学会第15届反应性高分子学术讨论会论文摘要预印集[C];2010年
4 赵家昌;赖春艳;戴扬;解晶莹;;扣式超级电容器组的研制[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
5 单既成;陈维英;;超级电容器与通信备用电源[A];通信电源新技术论坛——2008通信电源学术研讨会论文集[C];2008年
6 王燕;吴英鹏;黄毅;马延风;陈永胜;;单层石墨用作超级电容器的研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
7 赵健伟;倪文彬;王登超;黄忠杰;;超级电容器电极材料的设计、制备及性质研究[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年
8 张琦;郑明森;董全峰;田昭武;;基于薄液层反应的新型超级电容器——多孔碳电极材料的影响[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年
9 马衍伟;;新型超级电容器石墨烯电极材料的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
10 刘不厌;彭乔;孙玥;;超级电容器二氧化锰电极材料的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵文;超级电容器:正在升起的新兴行业[N];科技日报;2004年
2 国际电气电子工程师学会高级会员 于凌宇;超级电容器产业化脚步加快 市场前景广阔[N];中国电子报;2008年
3 许柏松;超级电容器专利预警分析[N];中国知识产权报;2011年
4 ;天津力神:打破超级电容器技术垄断[N];中国电子报;2011年
5 本报记者 宗宝泉 通讯员 应明阳;高能镍碳超级电容器诞生记[N];科技日报;2011年
6 山西 刘红强 编译;超级电容器在电动汽车中的应用[N];电子报;2013年
7 云南 徐军艺 编译;超级电容器的原理与功能[N];电子报;2013年
8 常丽君;美用黏土开发出高温超级电容器[N];科技日报;2013年
9 辽宁 张应建 编译;超级电容器研发的进展[N];电子报;2013年
10 贵州 周威 编译;超级电容器的分类与优缺点[N];电子报;2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李海东;超级电容器模块化技术的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
2 孙谊;碳基超级电容器单体性能相关理论与应用技术研究[D];北京交通大学;2013年
3 宋金岩;混合型超级电容器的建模与制备研究[D];大连理工大学;2010年
4 王新宇;超级电容器用新型电极材料的研究[D];中南大学;2011年
5 张莉;混合型超级电容器的相关理论和实验研究[D];大连理工大学;2006年
6 张慧妍;超级电容器直流储能系统分析与控制技术的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
7 殷金玲;凝胶聚合物电解质超级电容器的研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
8 孔治国;电动客车用超级电容器组动态均衡技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 王凯;超级电容器的制备及性能研究[D];大连理工大学;2014年
10 李劢;基于宏孔导电网络的新型三维超级电容器研究[D];华东师范大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓欢欢;超级电容器电源模块电压均衡技术及结构参数设计的研究[D];华中科技大学;2008年
2 张彬;超级电容器串并联技术的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
3 范伟;超级电容器直流电源的研制及应用[D];华北电力大学(河北);2007年
4 张宁;超级电容器电压均衡系统的研究[D];大连理工大学;2011年
5 金英华;超级电容器的性能研究与状态分析[D];大连理工大学;2013年
6 肖毓秀;印制式石墨烯基微型超级电容器的研究[D];上海师范大学;2015年
7 王磊;电动汽车超级电容器组均衡系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 谭强;超级电容器用碳基电极材料研究[D];黑龙江大学;2009年
9 刘艳英;超级电容器介孔电极材料的合成及性能[D];厦门大学;2008年
10 柴庆冕;超级电容器储能系统充放电控制策略的研究[D];北京交通大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026