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文檔簡介
1、摘要摘要超級電容器因其具有高比功率、大電容和循環(huán)壽命長等特點,成為一種新型的儲能裝置,在移動通信、信息技術(shù)、消費電子、電動汽車、航空航天和國防科技等領(lǐng)域具有重要和廣闊的應(yīng)用前景,在世界范圍內(nèi)引起了極大關(guān)注。目前超級電容器的研究主要集中在以下兩個方面:一、尋找更高比容量的材料,采用的方法包括改良己有材料的合成方法,拓展工作電位窗口,尋求新的超級電容器電極材料等。二、提高材料的能量輸出特性,即在最大限度內(nèi)提高材料的比功率。本文選定二氧化鉛和
2、活性炭作為超級電容器的電極材料,結(jié)合多種電化學(xué)研究手段和材料研究測試方法,系統(tǒng)地研究了超級電容器的材料制備、電極制備及其參數(shù)的優(yōu)化。這一研究體系具有比功率高,循環(huán)壽命長,造價低等優(yōu)點,對改進和提高鉛酸電池性能具有實際參考價值。通過實驗結(jié)果,得出以下結(jié)論:1、在lmolLHZS仇溶液中,采用循環(huán)伏安法將鉛工作電極在1.02.OV電壓范圍內(nèi)氧化得到的二氧化鉛電極放電性能優(yōu)于恒電流和恒電勢法制備的二氧化鉛電極,并且從掃描電鏡圖和X射線衍射測試
3、結(jié)果得到了驗證。2、通過考察掃描速率、硫酸濃度、反應(yīng)溫度、添加劑及其濃度對二氧化鉛電極放電性能的影響,得出了制備二氧化鉛電極的最佳工藝條件:反應(yīng)溫度400C掃描速度IOmVs0.05molLKC104和ImolLH2SO4混合溶液,反應(yīng)時間3h此時二氧化鉛電極的放電性能最好。3、活性炭電極組成的雙電層電容器在硫酸溶液中表現(xiàn)出良好的電容性能,活性炭電極具有良好的循環(huán)可逆性,電極的容量完全由雙電層電容提供。在影響活性炭電極比容量的各因素中,
4、隨著電極中PVDF粘結(jié)劑含量的增加,活性炭比容量下降,采用5%的粘結(jié)劑效果最好電極比容量隨著導(dǎo)電劑SuperP含童的增大而增大厚度較薄的電極有利于獲得較大的比容量:隨著放電電流的增加,電極比容量呈逐漸下降趨勢.當電極以活性炭:SuperP:PVDF=85:10:5的比例配置,以5uiA的電流放電時,活性炭電極最大比容量可達335.04Fga4、以二氧化鉛電極為正極,活性炭電極為負極,組裝成鉛腳活性炭混合超級電容器,并研究了其循環(huán)伏安、恒
5、流充放電、交流阻抗等電化學(xué)特性。結(jié)果表明該混合電容器具有電容特性,電容器工作時,既有雙電層電容的貢獻,又包含Supercapacitorshavealreadybeenusedwide扮inmanyapplicationsbecauseoftheirexcellentpropertiessuchashighspecificpowerlargecapacitanceandlongcyclelife.Thepromisingareasofa
6、pplicationofsupercapacitorsincludemobiletelecommunicationinformationtechnologyconsumerelectronicselectricvehiclesmilitaryandaviation及aerospacesupercapacitorresearchhas山awnmoreattentionthroughouttheworldinrecentyears.Curr
7、entstudiesonsupercapacitorsaremainlyfocusedonthefollowingtwoaspects:oneistheexplorationofsomeadvancedmaterialswi山hi沙specificcapacitanceincludingthemodificationofexistingsynthesismethodsandtheexpansionofelectrochemicalwin
8、dowandthequestfornewelectrodematerials也。。山eristoenhance也。powerproperty山atistoincreasethespecificpowerdensitywithinthemaximumlimit.Choosingleaddioxidesandactivatedcarbonaspositiveandnegativeelectrodematerialsrespectivelyb
9、yintegratingvariouselectrochemicalandmaterialmethodsthisdissertationhasinvestigatedtheinfluenceofpreparationconditionsoftheelectrodematerialonpropertiesofsupercapacitorsandtheparametersforoptimizedperformancewereobtained
10、.ThisPbO2H2SO4ACsystemhastheadvantagesofhighpowerlongcyclelifeandlowcost比usitwillprovidevaluablereferencetopracticalimprovementofleadacidbatteries.Throughaseriesofelectrochemicalexperimentsthefolowingconclusionsweredrawn
11、:1.LeaddioxideelectrodeswereelectrochemicalypreparedinI.OmolLH2S認solutionbymeansofthepotentiostaticgalvanostaticandcyclevoltammetrictechniques.ThedischargepropertiesofPbO2anodiclayerprepared坷CVtechniqueinthepotentialrang
12、e1.02.OV~foundtobethebestamongthethreemethodsgivingrisetohighercapacity.Theresults~alsoconfirmed妙scanningelectronmicroscopyandXraydifractionanalysis.2.TheinfluenceofscanrateconcentrationofH2SO4solutionreactiontemperature
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