超級(jí)電容器,作為一種可適用于智能、便攜裝置中的新型電化學(xué)能源儲(chǔ)存器件,和其他電化學(xué)能源儲(chǔ)存器件相比,它具有高功率密度和優(yōu)異的循環(huán)性能等特點(diǎn)。但是受到雙電層或者表面法拉第儲(chǔ)能機(jī)理和電壓窗口的限制,超級(jí)電容器能量密度相對(duì)較低。合成具有高比電容的和優(yōu)異倍率性能的新型電極材料是提高超級(jí)電容器能量密度的有效辦法。新型二維過渡金屬碳化物(MXene)由于其有序的二維層狀結(jié)構(gòu)、豐富的表面官能團(tuán)和良好的導(dǎo)電性,因此具有較高的理論比電容和倍率性能。然而,MXene納米片之間的團(tuán)聚現(xiàn)象和其表面的含氧官能團(tuán)限制了其電化學(xué)性能。為了解決這些問題,本文的思路是將多層MXene與其他導(dǎo)電物質(zhì)復(fù)合,或者對(duì)其進(jìn)行分層剝離,制備具有高電化學(xué)性能的MXene基柔性電極材料。另外,本文還對(duì)MXene表面的官能團(tuán)在電化學(xué)儲(chǔ)能中所扮演的角色進(jìn)行了研究和分析。以此為基礎(chǔ),本論文著重考察了Ti₃C₂T_x MXene基的柔性電極的制備工藝,系統(tǒng)表征了所制材料的物相和形貌,并深入研究了電極材料的電化學(xué)性能以及組裝的柔性超級(jí)電容器在便攜式器件當(dāng)中的應(yīng)用,得到的主要結(jié)論如下...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1不同的能源儲(chǔ)存器件的Ragone圖對(duì)比

圖1.1不同的能源儲(chǔ)存器件的Ragone圖對(duì)比[8]超級(jí)電容器能大功率快速充放電并具有超長(zhǎng)的循環(huán)使用壽命，、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用以外，還大量應(yīng)用在高鐵動(dòng)車、新能源移動(dòng)電子設(shè)備中，如圖1.2[9,10]。最近幾年，柔性顯示器、健康電子設(shè)備受到極大的關(guān)注，并取得了飛速的發(fā)展....

圖1.2超級(jí)電容器的應(yīng)用領(lǐng)域

圖1.2超級(jí)電容器的應(yīng)用領(lǐng)域超級(jí)電容器儲(chǔ)能機(jī)理以及理論發(fā)展1超級(jí)電容器的分類深入了解超級(jí)電容器的儲(chǔ)能機(jī)理是很重要的，因?yàn)殡x子儲(chǔ)存和傳輸機(jī)制識(shí)是指導(dǎo)進(jìn)一步開發(fā)具有優(yōu)異電化學(xué)性能的儲(chǔ)能裝置的前提。按照儲(chǔ)能電容器可分為電化學(xué)雙電層電容器和贗電容器[5,12,13]。電層電容器....

圖1.3(a)Helmholtz雙電層模型；(b)Gouy-Chapman雙電層模型；(c)Stern雙電層模型

圖1.3(a)Helmholtz雙電層模型；(b)Gouy-Chapman雙電層模型；(c)雙電層模型[13]圖1.4雙電層電容器的儲(chǔ)能原理示意圖

圖1.4雙電層電容器的儲(chǔ)能原理示意圖

圖1.4雙電層電容器的儲(chǔ)能原理示意圖當(dāng)對(duì)電極材料施加一定的電勢(shì)時(shí)，處于理想極化電引周圍電解質(zhì)溶液中的帶異性電荷的離子，使這些離面，從而構(gòu)成雙電層電容。由于兩電荷層之間的電極材料的特殊納米結(jié)構(gòu)，使電極比表面積大大的電介質(zhì)電容器的電容量。雙電層電容器的電極材料一碳基材料,如石墨烯....

本文編號(hào)：3998430