一、“超级纤维”——碳纳米管（论文文献综述）
徐晨轩[1]（2021）在《垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用》文中研究说明高效的能源储存与转化技术是推动可再生能源大规模应用的重要技术支撑。近年来,碳基纳米能源储存与转化材料因原料丰富、制备经济、调控便捷等特点而广受关注。纳米材料内部及表界面处的能量与物质传递是决定能量储存与转化性能的关键物理机制。围绕纳米尺度能质传递所发展的诸多理论,认为其符合典型的结构—性能规律。边缘结构广泛存在于石墨烯量子点、碳纳米管、石墨烯、二硫化钼等纳米材料中,但由边缘结构带来的特殊性能通常被笼统地冠以“边缘效应”,对其物理机制尚有待深入研究。本论文对垂直取向石墨烯的边缘能质传递强化机理开展了系统研究,主要聚焦以下两个方面。在机理认识层面,结合近场纳米成像技术、原位检测技术等实验手段和密度泛函理论、分子动力学模拟等计算模拟手段,建立了边缘结构与电子极化行为间的关联,揭示了光诱导边缘局域场增强效应的物理机制。进一步地,研究了在电解液中垂直取向石墨烯边缘附近离子分布与输运特性,解析了边缘场增强对固液界面相平衡状态的作用机制,为强化固液静电吸附提出新路径;在技术应用层面,基于上述理论成果设计了一系列边缘可调控的垂直取向石墨烯基能源材料,构筑了高性能光催化水裂解制氢、电容去离子以及超级电容储能新体系。基于等离子体化学气相沉积法制备的垂直取向石墨烯具有良好的边缘可调控性。本文采用氩等离子体轰击处理方法,有效调控了垂直取向石墨烯的边缘密度。开展密度泛函理论模拟计算,研究了石墨烯封闭边缘处的电子密度分布,揭示了在石墨烯封闭边缘处,电子存在自发聚集行为。随后开展的暗场扫描开尔文探针显微实验测试结果与模拟计算结果相吻合,进一步证实了石墨烯表面具有非均匀电势分布,且对表面纳米形貌存在高度依赖性,即在高曲率的石墨烯边缘处呈现出电子聚集行为。研究了垂直取向石墨烯光电响应特性。在水系电解液中,响应电流密度最高可达约92 m A cm-2。与半导体材料产生光电流响应的机理不同,垂直取向石墨烯样品中光电流响应可能来源于光激发热电子的定向迁移与聚集。光诱导力显微结果证实,垂直取向石墨烯在可见-红外波段内具有显着的近场光诱导力响应,石墨烯纳米边缘处存在由电子极化引起的近场力梯度。研究还发现,边缘电场增强与入射光波长有关。在红外光激发下,样品的光诱导力图像在边缘处甚至出现显着的“热点”信号,表明石墨烯表面的光激发热电子会迁移并聚集在边缘处,形成边缘处局域电场增强。进一步的理论分析指出,纳米边缘处的局域电场增强可解耦为非共振增强效应与共振增强效应两部分。通过调控石墨烯纳米边缘的形貌（长宽比）与费米能级,改变特定激发波长下的共振增强因子,能够实现对边缘电场增强效应进行调控。垂直取向石墨烯边缘的光诱导电场增强效应有望使其成为高活性反应位点,负载半导体光催化剂后形成内建电场,促进受光照激发的电子与空穴相互分离。本文采用纳米限域合成方法制备了高度分散的介孔石墨相氮化碳/垂直取向石墨烯复合光催化剂（GVN/NVG）。相比于未与垂直取向石墨烯复合的普通块状石墨相氮化碳样品以及将石墨相氮化碳与水平石墨烯机械混合的传统方式复合样品,通过纳米限域合成方法负载在垂直取向石墨烯片层间的石墨相氮化碳充分分散,有效避免了团聚。密度泛函理论计算表明,相较于普通块状石墨相氮化碳样品,GVN/NVG复合结构中的介孔石墨相氮化碳组分具有局域化的表面电荷分布,禁带宽度也有所下降。GVN/NVG-3H样品在全光谱光照激发、无助催化剂、三乙醇胺牺牲体系中的光催化制氢活性可达41.7μmol h-1 cm-2(相当于每24小时225L m-2,标况下)。与对照组中普通块状石墨相氮化碳样品的活性(2.5μmol h-1 cm-2)相比高一个数量级。首小时内平均表观量子产率达到1.54%。随后,本文拓展了边缘光诱导电场增强效应的应用,发展了太阳能纳米离子学相关理论。通过石墨烯纳米边缘介导的光-电场能量传递过程,将入射太阳光能量输入固液界面相平衡系统,有效缩短双电层厚度,并实现了对离子传输机制的有效调控。在该理论指导下,开展了高性能电容去离子研究。将典型的赝电容活性物质二氧化锰（α-Mn O2）经电化学沉积负载到富边缘垂直取向石墨烯表面,构筑了Mn O2@e VG吸附电极。在光照下,Mn O2@e VG电极展示出3倍于无光照时的电极吸附量(33 mg g-1)与较快的电极吸附速率(0.06 mg g-1 s-1)。电化学石英晶体微天平原位检测证实,非平衡态热力学条件的下固液界面离子输运机制受到光诱导电场控制,即在光照下,正极中的离子传输机制从离子交换主导转变为异性离子吸附主导,有助于电容脱盐性能的提升。此外,本文基于边缘增强的电化学活性以及对生长基底广泛的适应性,提出了采用垂直取向石墨烯泡沫电极来适应高粘度室温离子液体电解液的技术途径。制备的石墨烯泡沫电极具有分级多孔结构,优化了电极内部传质过程。其中,继承自泡沫金属模板的微米级孔起到预存储电解液作用,缩短了充放电过程中电解液的扩散距离;由石墨烯壁面围成的亚微米级孔具有垂直的取向性和均匀的孔径,确保了畅通的离子传质过程;垂直取向石墨烯骨架提供了连续电子传导通道,暴露的石墨烯边缘则为离子提供了大量易于接触的静电吸附位点。在电解液方面,采用了共阴离子离子液体共混策略。通过引入不同阳离子降低离子排列有序度,抑制了室温离子液体混合物中的离子间相互作用势,从而降低了流动粘度并改善了润湿性。上述石墨烯泡沫电极在1-甲基-1-丙基哌啶双三氟甲基磺酰亚胺(PIP13TFSI)与1-正丁基-1-甲基吡咯烷二酰亚胺(PYR14TFSI)质量配比为2:3的混合室温离子液体电解液中具有良好的电化学性能表现。这部分工作为高能量密度与高频率响应这一对位于天平两端的性能目标提供了有效的解决思路,即采用高电化学稳定窗口的室温离子液体作为电解液,以满足对储能能量密度的需求;遵循取向性阵列式和分级孔结构的微纳米形貌设计原则以适应室温离子液体的高粘度,并充分发挥边缘结构的电化学活性优势,实现高频率响应储能。
侯宝权[2]（2021）在《多孔石墨烯/镍铁基复合柔性超级电容器电极材料研究》文中研究表明随着科学技术的进步及智能化的普及,人们对电子设备的需求正朝着微型化、轻薄化、方向发展。传统的刚性储能装置在弯折时,易导致电极活性物质与集流体极、分离,导致其电化学性能急剧下降,甚至发生短路等安全问题,开发柔性储能设备变得越来越重要。在众多柔性电极材料中,石墨烯具有较大的理论比表面积、极佳的导电性而备受研究者关注。然而,石墨烯层间的π-π键相互作用以及范德华力易导致石墨烯纳米片的层与层之间发生堆积,从而导致其表面积减小,使石墨烯的比电容（特别是体积比容量）不是很理想。通过在石墨烯纳米片层之间引入赝电容材料,可以在解决石墨烯纳米片的团聚问题的同时,赝电容的氧化还原可提供大量赝电容;石墨烯表面孔道的设计,可有效改善电解液离子在垂直于石墨烯方向的径向传输。将石墨烯与赝电容材料的相结合,可以有效提高复合材料的循环寿命,并获得较大的比容量。研究如下:首先,在真空抽滤的条件下,以水热法合成的氢氧化镍纳米片和化学刻蚀法制备的多孔石墨烯（PGNs）为基元,二者进行三维自组装,获得一种具有三维离子传输通道的致密多孔石墨烯/氢氧化镍复合膜材料（PGNs/Ni（OH）2）。氢氧化镍纳米片起到支撑石墨烯防止其团聚的作用,加快了电解液离子在平行于石墨烯复合膜方向的扩散,并通过发生氧化还原反应来提供赝电容,从而提高复合材料的容量;石墨烯孔道化的设计大大缩短了电解液离子在垂直于石墨烯复合膜方向的扩散时间。研究表明,PGNs/Ni（OH）2复合膜材料具有高的比表面积(272 m2 g-1)、致密的空间结构(1.923 g cm-3)和独特的三维离子传输通道。在6 M KOH电解液中,PGNs/Ni（OH）2复合膜电极在5 m V s-1的扫描速度时,获得了2701 F cm–3的体积比容量(对应质量比容量1407 F g–1),此外,以同样方法制得多孔石墨烯/碳纳米管（PGNs/CNT）复合膜材料,并以PGNs/CNT作为负极,在碱性6 M KOH电解液中,以PGNs/Ni（OH）2复合膜材料为正极,组装非对称超级电容器,获得73.0 Wh L–1高体积能量密度(质量能量密度51.9 Wh kg-1),并成功组装成非对称柔性超级电容器。其次,以具有高导电性的碳纳米管为原料,制备内部高导电、外部赝电容的碳纳米管@赝电容材料（CNT@Ni（OH）2、CNT@Fe2O3）,再与多孔石墨烯进行复合,分别制备正极/负极复合膜材料（PGNs/CNT@Ni（OH）2、PGNs/CNT@Fe2O3）。分散在石墨烯纳米片层间的碳纳米管@赝电容材料能够支撑石墨烯纳米片并抑制石墨烯团聚,使电解液离子在平行于石墨烯复合薄膜方向上的传输速率得到提高;CNT的加入大大提高复合薄膜材料的导电性,有效提高了复合薄膜材料的电子传输速率;赝电容材料发生氧化还原反应来提供赝电容,从而提升复合薄膜的容量;石墨烯孔道化的设计使电解液离子垂直于石墨烯复合膜的方向的传输得到保障。多孔石墨烯与碳纳米管@赝电容材料的有效复合,获得了具有三维离子电子传输通道的致密复合膜材料。实验结果表明,正极材料PGNs/CNT@Ni（OH）2复合膜电极在1 M KOH电解液中,在2 mV s-1扫描速度下,获得了1396 F cm-3的体积比容量(对应质量比容量1024 F g-1)。负极材料PGNs/CNT@Fe2O3复合膜电极在2 mV s-1时,获得了1845 F cm-3体积比容量(对应质量比容量1214 F g-1)。在此基础上,组装的非对称超级电容器在1M KOH电解液中获得了116 Wh L-1的高体积能量密度和524 W L-1体积功率密度(对应质量能量密度83.7 Wh kg-1,质量功率密度376W kg-1)。
胡权枝[3]（2021）在《自供电纤维基柔性应变传感器研究》文中进行了进一步梳理随着智能纺织品的发展,由纺织材料与电子材料结合而成的纤维基柔性应变传感器凭借柔软、重量轻、体积可控、弯曲拉伸性能好、具有独特的纤维结构等优点引起了关注,可以满足可穿戴电子器件变形的需求,易与其它各类柔性器件复合成多功能集成的可穿戴电子产品,在柔性电子领域有着巨大的发展前景。本课题用压缩回复性优异的三维涤纶垂直铺网非织造材料作为纤维基材,分别制备了压阻式纤维基柔性应变传感器、电容式纤维基柔性应变传感器以及组合式纤维基柔性应变传感器,并探究了传感性能及应用。首先将表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和羧基化多壁碳纳米管粉末（MWNTs-COOH）分散溶解在去离子水中,在50℃的温水以及超声频率为50 Hz的条件下超声处理4小时,制得碳纳米管分散液活性材料。经过测试得出自制的碳纳米管分散液静置24小时后无明显沉淀,分散液粒径分布呈现标准的正态分布,平均粒径为68 nm,浓度为5.0 mg/ml碳纳米管分散液在非织造材料上重复浸渍、干燥3次后电阻保持在5 kΩ左右。将配制的碳纳米管分散液通过浸渍吸附到涤纶垂直铺网非织造基体材料上,制备压阻式纤维基柔性应变传感器样品。通过对样品进行扫描电镜、傅里叶变换红外光谱以及伏安特性曲线分析,证实碳纳米管成功吸附到涤纶纤维表面,在三维框架的涤纶非织造材料内部形成了稳定的导电网络。对该传感器在压缩和弯曲形变下的传感特性进行探究,得出响应时间为400 ms,能识别100 Pa的小压强,检测范围为100-800 Pa,具有较好的响应性和灵敏度。将碳纳米管活性材料通过滴涂的方法吸附到涤纶垂直铺网非织造材料基体的上下表面,作为电容式传感器的上下极板,中间部分为电介质层,制成电容式纤维基柔性应变传感器。对电容式传感器的电化学特征进行探究,得出电容器的CV实测曲线呈近似等腰三角形,充电和放电时间基本相等,在5 mV/s的扫描速率下,最大体积电容为13.82mF/cm3。并且经过1000次连续充电、放电后,电容器的效率仍稳定在98%,电容损失可以忽略不计,表现出理想的电化学行为。并对该传感器进行应变传感特性研究,得出该传感器的响应时间为200 ms,能识别100 Pa的小压强应变,检测范围为0.5-2 kPa,在5%的压缩应变下,电容变化率为100%,而在20%的压缩应变下,电容变化率为320%,具有良好的电化学性能和传感特性。在压阻式纤维基柔性应变传感器和电容式纤维基柔性应变传感器的基础上,制备了一种集压阻式纤维基柔性应变传感器和纤维基电容器于一体的组合式纤维基柔性应变传感器。这种可高度压缩的体系在100 Pa的压强下时,电阻变化率的绝对值为5%,当压强增加到500 Pa时,电阻变化率的绝对值为12%。当弯曲角度为30°时,电阻变化率的绝对值为3%,弯曲角度为120°时,电阻变化率的绝对值为16%。在弯曲角度为60°时,可重复6000次,在压缩10%的情况下可重复压缩4500次。组合式纤维基应变传感器发挥了非织造材料的三维立体优势,综合了压阻式纤维基柔性应变传感器和电容式纤维基柔性应变传感器的功能并进行拓展,在人体运动变化检测以及自供电传感等方面有应用前景。
袁伟[4]（2021）在《聚苯胺基全固态超级电容器结构调控与功能化研究》文中认为超级电容器作为当下一种快速发展的的储能器件,因其快速而高效的充放电特点、高功率密度和优异的循环稳定性在很多特殊的领域都发挥着重要的作用。因此,对于超级电容器的研究和应用逐渐成为当下的一个热点。对于超级电容器来说,电极材料是决定超级电容器电化学性能的关键因素,所以可以通过研发具有优异性能的电极材料来解决超级电容器能量密度小的问题。导电高分子材料在反复的充放电过程中,会引起电极材料结构的膨胀和收缩,破坏材料的结构,导致电容性能的衰减,循环稳定性变差。同时,传统的固体电极材料与电解质接触不够充分,电极材料与电解质之间固液界面结合不够紧密,缺乏稳定连续的离子扩散和传输通道,导致电极材料的实际比电容远小于其理论值。因此,合成具有优异电化学性能的电极材料,改善电极材料与电解质界面结合情况是现在研究的重点。本文从控制超级电容器的电极材料结构出发,首先合成了具有三维纤维网络状结构的聚苯胺（PANI）-聚乙烯醇（PVA）的凝胶复合电极材料,使得电极材料和电解液达到了分子层次上的接触,改善电极材料与电解质的润湿性,达到提升电极材料的电化学性能的目的。进一步,利用该复合材料组装成了聚苯胺基的固态超级电容器,并对该超级电容器功能性（剪裁、自愈合、缝纫）进行研究。最后,将PANI-PVA凝胶复合材料和凝胶电解质整合在一起,制备出无集流体,具有柔性的自支撑一体化凝胶超级电容器。其具体研究结果如下:（1）通过PANI在PVA水凝胶内原位聚合合成了PANI-PVA凝胶复合材料,构建了凝胶复合材料三维纤维网络状结构,电解液可以通过该结构中发达的孔隙渗透到整个电极材料的体相中,实现了电极材料与电解液在三维空间中充分接触,赋予了电极材料更高的比电容(545 F g-1)和更好的循环稳定性（循环3000次后电容保持率为80%）。（2）基于PANI-PVA凝胶复合材料,以碳纳米管宏观薄膜（CMF）为集流体,PVA-H2SO4水凝胶为电解质组装固态超级电容器并对其功能性进行研究。发现该超固态超级电容器经过剪裁后能依然能够正常工作;将电容器进行剪裁-自愈合实验,自愈合后的超级电容器的电容保持率为80%;最后利用针线对电容器进行缝纫实验,该电容器缝纫前后的电化学性能基本没有发生变化。（3）以PANI-PVA凝胶复合材料为正负极电极材料涂覆在PVA-H2SO4水凝胶两侧,构建自支撑的凝胶一体化超级电容器。该凝胶超级电容器相比传统的超级电容器更轻更薄,拥有很好的柔性,并且还表现出优异的电容性能。在在0.2 m A cm-2电流密度下,凝胶一体化超级电容器体积比电容高达19000 F cm-3。
刘昊[5]（2021）在《基于NIPS膜技术碳基膜材料的构建与修饰及其储能性能研究》文中进行了进一步梳理多孔碳材料因其具有孔结构可调控、易于与其他活性物质复合等特点,被认为是制备高电化学性能电极材料的最佳候选者。然而大多数多孔碳材料为粉末状,限制了其在柔性电子器件中的应用,而其他一些柔性多孔碳材料制备过程则相对繁琐,因此,开发一种简单高效、孔结构发达且易修饰的柔性多孔碳材料构建技术是一项有意义的研究。膜技术,可以通过非溶剂诱导相分离（NIPS）构建发达的多孔结构并实现柔性特点,目前在分离等领域得到了广泛的研究,但在涉及构建多孔碳材料并应用于储能领域的研究尚亟待开展。为此,本文开展以下几项研究:1)以聚丙烯腈（PAN）为前驱体,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚偏氟乙烯（PVDF）为致孔剂,通过NIPS膜技术和碳化技术,制备了3D多级纳米孔结构的柔性碳基膜材料。作为超级电容器电极,0.05 A g-1电流密度下,在三电极体系和两电极体系中,比电容分别为265 F g-1和212 F g-1。组装成全固态超级电容器在60o下弯曲100次,仍能保持92%的初始电容值,长循环2000圈后,电容保持率仍然高达81%。2)以PAN为前驱体,PVP为致孔剂,通过不同碳化温度制备了3D多级纳米孔结构可控的互穿网络结构电极膜。作为负极材料,50 m A g-1下,在锂离子电池（LIBs）和钠离子电池（SIBs）中分别获得了351.8 m A h g-1和237.4 m A h g-1的可逆容量。在200 m A g-1下循环200次,均表现出稳定的循环性能。3)以PAN为前驱体,PVP为致孔剂,石墨烯为柔性单元、纳米硅为活性物质,构建了PAN/石墨烯/纳米硅碳基复合电极膜,作为LIBs负极材料,50 m A g-1下可逆容量高达1135.7 m A h g-1,纳米硅和复合电极膜的有效利用率分别高达92.6%和92.9%,表明纳米硅的体积效应得以有效缓解。4)以Sn Cl4·5H2O和硫代乙酰胺为原料,电极膜为基体,通过溶剂热技术,制备了Sn S2-CM复合电极膜,作为LIBs和SIBs负极材料,在50 m A g-1下分别表现出839.8 m A h g-1和573.7 m A h g-1的可逆容量。将膜结构进行破碎,阐明了电极膜的膜孔结构对纳米活性物质的体积膨胀存在“约束行为”。5)以Na2Mo O4·2H2O和C3H7NO2S为原料,电极膜为基体,通过水热技术,制备了CM@Mo S2复合电极膜。作为SIBs负极材料,50 m A g-1下,可逆容量可达472.2 m A h g-1,200 m A g-1下循环1000个周期后可逆容量保持94.2%。以其为负极,活性炭AC为正极,组装CM@Mo S2//AC钠离子电容器,2 A g-1高电流密度下循环5000次,可逆容量仍保持83.4%,平均每圈容量衰减0.00332%。
王晓丹[6]（2021）在《柔性可拉伸储能器件的制备及性能研究》文中研究指明随着科学技术的不断发展,电子皮肤、仿生器件以及人工智能等柔性智能电子行业的迅速崛起极大地影响并改变了我们的生活方式。然而,伴随这些柔性智能电子领域的发展,相应的柔性储能电源也成为了我们目前较为关注的研究方向。为了实现这些智能电子在力学上的柔韧性以及佩戴舒适性,我们必须放弃既笨重又坚硬的外部供能系统。这意味着柔性的、可拉伸的、易集成的供电单元将成为我们研究的重点。经过对目前各类型储能器件研究的调研,超级电容器和锂离子电池无论从自身优异的储能条件还是目前对二者的研究程度而言,都已达到制备成柔性储能器件的条件。超级电容器由于体积小、安全性高、佩戴舒适度优良等特点成为了可集成能源存储器件的选择之一。但是在可穿戴集成系统中超级电容器在应用方面还存在很多的不足,这需要我们开发新型电极材料,优化器件结构等来提高它的性能以及实际应用价值。除此之外,具有更高能量密度的柔性锂离子电池是我们研究的另一个重要方面,基于高比容量的新型材料以及高拉伸性能的柔性电极是实现一体化可拉伸锂离子电池的重要部分。本论文主要的研究成果如下:首先,运用一步溶剂热法合成了 CH3CuS超长纳米线材料。该纳米线结构均一且具有稳定的物理化学性能,纳米线的平均长度可达到50～100 μm,直径约为200～300nm。使用一步水热法可以在几十秒的时间内迅速反应生成CH3CuS纳米线材料,紧接着通过使用真空抽滤可直接将反应完成后的产物溶液进行成膜,然后得到完整的纸基电极前驱体。随后将该步骤得到的纸基电极进行真空干燥,便制备出可用于超级电容器的柔性电极。该柔性电极作为超级电容器的正负极,PVA/KOH混合凝胶溶液作为电解质。通过使用CH3CuS纳米线的导电柔性电极组装的聚合物半固态超级电容器器件具有优异的电化学性能:0.5 mA/cm2电流密度下该器件测试得到的面积比电容为90.5 μF/cm2,计算得到的器件能量密度为5.2 μW·h/cm2。在经历10,000次的充放电循环之后该器件仍然能保持最初容量的98%。除此之外,弯曲性能测试是检验柔性器件的必要测试手段之一,该柔性超级电容器件在不同弯曲角度下其电化学性能几乎保持不变,容量损失仅为平铺状态下容量的1%～2%,这些结果充分证明使用CH3CuS柔性电极组装的超级电容器具有优异的抗弯曲性能。而且CH3CuS柔性电极作为无添加剂、经济有效、环保的柔性电极在柔性储能器件领域具有广阔的应用前景。其次,为了拓宽超级电容器的应用范围,使新型能源器件能够满足柔性智能电子领域的需求,我们设计了打印-转印法快速批量制作柔性超级电容器阵列。使用该工艺制作的超级电容器阵列不仅可以实现电压和电容的可控输出,还可以实现器件形状的个性化定制。简单来说就是电容器的电极形状、单个电容器的连接形式以及电容阵列的组装形式都可以人为的控制,以此来满足现有人工智能电子领域以及可穿戴电子皮肤领域对特异性电源的需求。本实验中使用打印-转印技术在柔性PET基底上制备了超级电容器阵列,该阵列器件表现出优异的电化学性能:良好的面积比电容（0.32 mF/cm2）、超快的充放电性能以及良好的单位面积功率密度（66.5 μW/cm2）。此工艺技术可以通过转移打印串联和并联的微型超级电容器阵列来轻松实现高电压和高电容的输出。此外,运用该方法还可以在各种基材上（如医用薄膜、棉布和玻璃片）实现美观多样的微型超级电容器阵列的转印。例如,在本实验中我们利用此工艺技术制作了龙腾图案的微型超级电容器,并作为纹身电源贴附在人体手臂部位,它既可以作为一种装饰同时也可以为电子皮肤设备提供能源供应。同时在本工作中我们还实现了智能水杯的组装,使用转印技术将设计好的鲜花形状的超级电容器件贴附在家用水杯上面,同时集成两个温度传感器,当水杯的温度发生变化时温度传感器驱动不同的信号指示灯亮起,可以让使用者避免热水的烫伤。在本工作中该方法制作的微型超级电容器可很好地集成智能电子设备,是柔性供能电源的主要研究方向。然而,考虑到柔性超级电容器能量密度偏低的缺点,具有更高能量密度的柔性锂离子电池也是我们本文研究的重点之一。可拉伸锂离子电池作为一种极具发展前景的可穿戴电子储能器件,在新兴的可穿戴电子领域受到了广泛的关注。尽管最近在可拉伸电极、隔膜和封装材料方面都取得了不错的进展,但构建可拉伸的全电池仍然是一个巨大的挑战。因此,在本工作中我们从全拉伸锂离子电池出发采用静电纺丝法制备PVDF/TPU纳米纤维隔膜,将LiFePO4（LFP）-TPU和Si@C-TPU浆料分别电喷涂在制备的弹性可拉伸集流体上,制备了平面可拉伸正极和负极。然后将得到的PVDF/TPU纳米纤维隔膜热压在平面正极和负极之间,注入电解液后成功封装一体化可拉伸锂离子电池。制备的平面型可拉伸锂离子全电池在放松状态下具有约6 mA·h/cm2的稳定面积比容量。此外,当该可拉伸锂离子电池被拉伸到约为原来长度的150%时,该可拉伸锂离子电池仍然保持了 4.3 mA·h/cm2的放电容量。经过100次的拉伸/释放循环过程后该锂离子电池依然具有初始面积比容量的70%。结果表明,这种全可拉伸锂离子电池将在未来可拉伸电子学领域中具有一定的应用潜力。
肖韦[7]（2021）在《碳材料的微波制备、改性及应用》文中进行了进一步梳理微波化学作为一种新兴的绿色化学合成方法,开启了快速制备纳米尺度功能材料的最佳途径,近年来已成功地进入碳纳米材料的研究领域。由于碳材料和微波辐射的强烈作用,可以实现快速升温和局部加热。研究人员通过微波加热的方法制备了各种碳纳米材料,如碳纳米管、石墨烯、碳量子点和活性炭等。微波加热制备的碳材料被广泛应用于各个领域,如作为吸附材料、储能材料以及生物医学材料等。利用微波加热的优势,如何扩展其在碳材料制备、改性上的应用是当前研究热点之一。在此背景下,本文利用微波法制备了一种基于分级多孔碳纳米管骨架（CNT-skeleton）的高性能电磁屏蔽材料,以及具有较高电容量的掺氮碳电极（MWNCC）。主要内容如下:（1）一种具有电连续性的分层多孔碳纳米管骨架（CNT-skeleton）,它是通过简单的微波热解碳纳米管涂层有机模板快速制备的,用于构建高性能电磁屏蔽材料。此外,由无数CNTs交织缠绕而成的CNT-skeleton,可以很容易地设计成各种构型,如碳纳米管泡沫（CNT-foam）和碳纳米管薄片（CNT-sheet）,它们具有不同的导电性和孔隙密度。在构建的CNT-skeleton支撑的聚二甲基硅氧烷（PDMS）/CNT-foam复合材料中,在CNT负载2 wt%时,多孔CNT-skeleton的连续性导致了271.2 S/m的高导电性。由于电磁波在具有大孔、微孔和中空结构的分级多孔CNT-skeleton中的多次反射和重吸收,PDMS/CNT-foam复合材料表现出43 d B的高电磁屏蔽效果（SE）。此外,CNT-skeleton的电连续性允许PDMS/CNT-skeleton复合材料的热量耗散。（2）利用导电聚吡咯能够吸收微波迅速升温碳化,且保持前躯体原有形貌的特性,制备了具有良好电化学性能的掺氮碳电极（MWNCC）。该电极由于碳化聚吡咯颗粒的存在,增加了碳电极的比表面积,且在微波热解过程中产生了介孔,MWNCC的比表面积达到174.3 m2/g。同时在MWNCC的电极材料中掺杂了氮元素,引入了更多的活性位点,使电极电容量增加。在0.5 m A cm-2的电流密度下,MWNCC电极的比电容能达到465.4 m F cm-2,将电流密度增加至10 m A cm-2后,电容保持率为62.9%,以10 m A cm-2的电流密度进行循环稳定性测试,5000次循环后,保留了初始电容的93.2%。MWNCC电极具有良好的倍率性能,和循环稳定性。MWNCC的制备为柔性超级电容器电极和储能器件的设计提供了新的思路。
徐婷[8]（2020）在《柔性石墨烯复合纤维基超级电容器的制备及性能研究》文中认为随着可穿戴、便携式和可植入电子设备的快速发展,设计微型、高性能的能量存储与供电系统成为能源材料领域的重要研究方向。近年来,由于纤维基超级电容器具有高功率密度、长循环寿命并能够实现三维方向的柔性,在可穿戴电子器件领域有很大的发展潜力。石墨烯纤维作为典型的碳基材料电极具有导电性能佳、质轻、结构可设计性强等诸多优势。本论文设计了新型石墨烯/定向碳纳米管复合纤维,通过调控介孔分布及氧化石墨烯（GO）的还原程度,显着提升了碳基纤维电极的比容量,在此基础上,设计柔性非对称超级电容器拓宽电压窗口进一步提升能量密度;最后,针对在低温条件下全凝胶态柔性超级电容器电化学性能普遍下降和柔性变差的问题,设计和制备了一体化防冻石墨烯基复合凝胶纤维电极,同时构建可拉伸器件以满足可穿戴设备更多的功能需求。论文主要工作如下:（1）对于碳基纤维电极来讲,纤维的比表面积和内部的孔结构分布是影响其电化学性能的两个重要因素。针对石墨烯片易于堆积,孔径分布不均匀导致石墨烯纤维比容量较低的问题,本文采用毛细管辅助的非液晶湿法纺丝方法对氧化石墨烯/碳纳米管分散液纺丝,成功制备了碳纳米管定向的氧化石墨烯/碳纳米管杂化纤维,定向的碳纳米管（CNT）不仅构筑了导电通路,还使得杂化纤维的孔径分布集中在～4 nm,狭窄的介孔结构不仅能够提供双电层,也有利于电解质离子的传输;其次通过调控还原程度,使还原氧化石墨烯（RGO）组分上保留了部分含氧官能团以增加反应活性位点,在酸性电解液中,残留的羰基可以通过氧化还原反应提升纤维的比容量。由RGO/CNT杂化纤维电极和H2SO4/聚乙烯醇（PVA）电解质组装的全固态超级电容器的比电容高达354.9 F cm-3,能量密度为12.3 mWh cm-3。（2）设计具有赝电容活性材料的非对称超级电容器可以有效拓宽电压窗口,提升石墨烯纤维基超级电容器的能量密度,但是关于活性物质与纤维基底界面结合弱导致反应速率降低并损害电极循环寿命的问题鲜有关注。本文以上述RGO/CNT杂化纤维（GCF）为基底,在纤维表面通过简单的多巴胺处理包裹氮掺杂碳层（NC）,有效增强NiCo2O4纳米线阵列与纤维基底的相互作用,制备GCF@NC@NiCo204（简称GCF@NC@NCO）复合纤维正极。此复合纤维同时具有丰富的电化学活性位点和稳定的界面,可顺畅地转移电子和电解质离子,因此表现出良好的倍率性能和优异的循环稳定性。对于负极,采用简单的碳热反应制备了同时具有大量的面内和面外孔的多孔纤维负极,此多孔纤维具有贯通的离子扩散通道和快速的电化学反应动力学。得益于正极和负极的精巧设计,组装的非对称固态柔性超级电容器不仅具有优异的柔韧性,而且在功率密度为472.1μW cm-2时,具有11.2 μWh cm-2的面积能量密度,并且10000次循环后具有高达93%的电容保留率。（3）为了应对低温环境对柔性能源设备电化学性能的影响,我们首次利用空间限域自组装的方法和简单的溶剂置换法合成了耐低温的双网络RGO/PEDOT-PVA复合凝胶纤维电极,基于电极的防冻体系制备了防冻电解质,并组装了一体化的防冻全凝胶态超级电容器。该集成设备的电极内部活性微单元与电解质之间具有增强的界面和良好接触的表面积,在0.1 A g-1的条件下可提供281.2 F g-1的高比电容,是冷冻干燥的气凝胶纤维组装的超级电容器的比容量（114.4 F g-1）的两倍以上。即使在-20℃的低温下,它仍可保持212.6 F g-1的比容量。组装的耐低温器件在低温下也有优异的柔韧性,在弯曲条件下测试该器件表现出稳定的电容。由于器件出色的机械性能,我们进一步设计了弹簧状的可拉伸纤维基超级电容器,并在反复拉伸循环下表现出良好的电化学稳定性（500%应变下经过5000次拉伸/释放循环后,依然保留了 92%的比电容）。
洪娇玲[9]（2020）在《碳纳米管纤维基固态超级电容器的温度效应及其调控》文中指出现代科技的快速发展与人们追求便捷且智能的生活方式,促使柔性可穿戴电子产品的不断前进,与此同时,与电子产品相辅相成的储能设备也得到了更广泛地探索。其中,纤维基超级电容器具备质量轻、体积小、灵活性高、可编织等优点,在未来可穿戴电子设备中占有较大的发展潜力,引起了大量国内外研究学者的兴趣。然而,不容忽视的温度效应对柔性超级电容器在不同工作温度下的适应性提出了挑战。本文首先探讨了环境温度对碳纳米管纤维基超级电容器电化学性能的影响,进而利用相变微胶囊对其进行相关的温度调控,探究相变热管理的可行性及效果。本论文工作的开展,拓宽了相变微胶囊在电子储能领域中的应用,且为将来柔性储能设备的温度调控/热管理提供了参考依据。具体研究内容如下:（1）采用电化学沉积的方法,制得三维多孔的碳纳米管纤维/碳纳米管/聚苯胺（CNF/CNTs/PANI）复合电极材料。以柔性聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜为基底、聚乙烯醇-磷酸（PVA-H3PO4）为电解质,组装成对称的全固态超级电容器。研究了-5～55℃的环境温度下,电化学性能随温度的变化情况。实验结果表明,纤维基固态超级电容器具有明显的温度依赖性。升高的温度促进超级电容器的内阻减小、电容能力提升,然而温度为55℃时会破坏其电极结构,导致电容下降,且随温度升高电容器老化速度加快。（2）采用界面缩合的方法制备了以正二十四烷为芯材、二氧化硅为壁材的无机相变微胶囊（m PCMs）。将不同质量分数的m PCMs与PDMS基底复合,根据复合材料力学性能和储热性能随配比的变化,选择微胶囊含量为25%的复合材料作为基底。然后,将CNF/CNTs/PANI电极材料、PVA-H3PO4电解质、25%m PCMs-PDMS基底组装成固态超级电容器。研究结果表明,在相同的工作温度范围内,基于相变复合基底的超级电容器对温度的依赖性减弱。此外,在-5℃和55℃的反复降温和加热下发现,超级电容器的电化学性能越来越向25℃时的靠近,这是基于相变复合基底的温度调节作用所致。
刘家华[10]（2019）在《碳纳米管纤维基柔性超级电容器的制备与性能研究》文中研究说明随着科学技术的不断发展,智能服饰、智能手表和活动追踪器等便携式可穿戴电子产品被广泛普及和使用,极大地改变了人类的生活方式。然而,这些智能电子产品需要更加合适的储能装置来匹配。在石油危机和环境问题日益严重的今天,电化学能量储存装置正发挥着越来越重要的作用。超级电容器是20世纪开发的一种有效的电化学储能产品,由于具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长、使用温度范围广和无污染等优点,从而吸引了国内外研究者的广泛关注。尤其是基于纤维的超级电容器,因为质量轻、体积小、灵活性高、可编织等优点,可以植入到可穿戴电子设备中,具有巨大的商业应用前景。然而,目前纤维超级电容器的研究存在以下问题:（1）能量密度低,限制了它的实际应用;（2）机械稳定性差,不能在发生机械形变时维持高电化学性能;（3）制备方法复杂或周期长,不利于工业生产。针对以上问题,本文以导电性优异和柔韧性高的碳纳米管纤维作为基底,采用简单且高效的研究方法对纤维电极进行改性,制备高性能且机械稳定性优良的纤维超级电容器。本研究采用的方法简单易行、成本低、周期短且不需要苛刻的实验条件,对生产可穿戴电子储能设备具有重大参考价值。具体研究内容如下:（1）采用低电压电泳沉积法,在碳纳米管纤维（CNF）上制备三维多孔的碳纳米管（CNTs）网络结构,并在此基础上进一步电化学沉积聚苯胺（PANI）,从而得到CNF/CNTs/PANI双核鞘结构,将纤维电极平行贴在柔性聚二甲基硅氧烷薄膜表面,用PVA-H3PO4凝胶电解质覆盖获得柔性超级电容器,研究了其电化学性能和机械稳定性。实验结果表明,双核鞘结构的全固态超级电容器在0.5 mA cm-2的电流密度时,具有67.31 mF cm-2的高比电容。在5000次充放电循环后,比电容损耗低于10%。此外,它也具有高机械稳定性,在发生不同程度的弯折时,电容几乎没有变化。并且在经历500次0°到180°的反复弯曲循环后仍然能够保持99.8%的初始电容。（2）采用电化学沉积技术在碳纳米管纤维表面分别一步沉积三维多孔碳纳米管/聚吡咯（CNTs/PPy）和还原氧化石墨烯（rGO）形成核鞘结构。以CNF/CNTs/PPy为正电极、CNF/rGO为负电极,用PVA-H3PO4凝胶电解质组装成全固态非对称扭曲状的纤维超级电容器。探索了沉积时间（50s、100s、200s、300s）对CNF/CNTs/PPy电极性能的影响以及非对称超级电容器的电化学性能、循环稳定性和机械稳定性。实验结果表明,当沉积时间为200 s时,CNF/CNTs/PPy电极的面积比电容最高,达到184.5 mF cm-2。非对称超级电容器的电势窗口扩宽到1.6 V,在电流密度为0.5 mA cm-2时,面积比电容高达58.82 mF cm-2,面积比能量密度为20.91μWh cm-2,最大功率密度为6.4 mW cm-2。而且,在任意的弯折状态下,电容器的电容基本维持不变。在经历200次往复弯曲循环之后,仍然可以维持98.6%的初始电容,表现出优异的机械稳定性。此外,超级电容器经过10000次恒流充放电后比电容仍然维持90%。
二、“超级纤维”——碳纳米管（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、“超级纤维”——碳纳米管（论文提纲范文）
（1）垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 碳基能源储存与转化材料概述 |
| 1.2.1 传统碳基能源储存与转化材料 |
| 1.2.2 低维度碳纳米能源储存与转化材料 |
| 1.2.3 取向性碳纳米材料 |
| 1.3 能源储存与转化材料中的能质传递机理 |
| 1.3.1 电子传递强化基本策略 |
| 1.3.2 离子输运与固液界面静电吸附机理 |
| 1.3.3 纳米尺度下的界面能质传递过程 |
| 1.4 能质传递过程中的边缘效应 |
| 1.4.1 垂直取向石墨烯的边缘结构调控 |
| 1.4.2 边缘效应及能源储存与转化应用 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 2 实验和数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与仪器设备 |
| 2.3 材料表征分析 |
| 2.3.1 形貌结构分析 |
| 2.3.2 材料构成分析 |
| 2.3.3 表面光电特性分析 |
| 2.3.4 电化学石英晶体微天平分析 |
| 2.4 性能评价分析 |
| 2.4.1 光催化水裂解制氢性能评价系统 |
| 2.4.2 超级电容储能性能测试及应用平台 |
| 2.5 数值计算方法 |
| 2.5.1 分子动力学模拟简介 |
| 2.5.2 密度泛函理论计算简介 |
| 2.5.3 建模、模拟软件及相关数据后处理方法 |
| 3 垂直取向石墨烯边缘调控及能质传递强化机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 垂直取向石墨烯的PECVD制备与边缘生长调控 |
| 3.2.1 等离子体源的选择 |
| 3.2.2 生长基底的选择 |
| 3.2.3 垂直取向石墨烯边缘生长调控方法 |
| 3.3 垂直取向石墨烯边缘形貌结构研究 |
| 3.3.1 垂直取向石墨烯边缘形貌结构表征 |
| 3.3.2 PECVD法制备垂直取向石墨烯的基底适应性分析 |
| 3.3.3 垂直取向石墨烯边缘生长模式与密度调控研究 |
| 3.4 垂直取向石墨烯光学与光电响应特性 |
| 3.4.1 垂直取向石墨烯光吸收性能研究 |
| 3.4.2 垂直取向石墨烯光电响应行为研究 |
| 3.4.3 石墨烯边缘光电场时域有限差分模拟 |
| 3.5 垂直取向石墨烯边缘电子结构与光诱导电场增强效应 |
| 3.5.1 密度泛函理论模拟研究 |
| 3.5.2 扫描开尔文探针显微表征 |
| 3.5.3 近场光诱导力显微表征 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 边缘光激发载流子分离强化及光催化制氢研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 GCN/NVG复合结构设计与限域制备 |
| 4.2.1 目标结构设计 |
| 4.2.2 基于垂直取向石墨烯的石墨相氮化碳限域制备 |
| 4.3 材料表征与分析 |
| 4.3.1 微观形貌与结构表征 |
| 4.3.2 光学性质与表面浸润性表征 |
| 4.4 光催化裂解水制氢性能表征 |
| 4.4.1 固载式光催化试验体系 |
| 4.4.2 光催化活性与表观量子产率 |
| 4.5 GCN/NVG复合结构中载流子动力学特征研究 |
| 4.5.1 GCN/NVG复合材料电子结构 |
| 4.5.2 光激发载流子分离强化研究 |
| 4.5.3 垂直取向石墨烯促进光催化机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 边缘固液界面相平衡结构优化及电容去离子研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电容去离子技术概述 |
| 5.2.1 技术背景 |
| 5.2.2 性能指标 |
| 5.2.3 电极材料 |
| 5.2.4 共离子效应与电荷效率 |
| 5.2.5 太阳光驱动/促进电容去离子相关研究 |
| 5.3 光促进电容去离子性能研究 |
| 5.3.1 电极制备与电容去离子试验系统 |
| 5.3.2 电极微观形貌表征 |
| 5.3.3 电化学性能测试 |
| 5.3.4 光照吸脱附性能测试 |
| 5.4 光照促进电容去离子机理研究 |
| 5.4.1 基于光诱导力显微的边缘电场探测 |
| 5.4.2 基于分子动力学模拟的固液界面相平衡结构研究 |
| 5.4.3 基于电化学石英晶体微天平的离子输运行为研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 适应室温离子液体的富边缘电极构筑及滤波电容储能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 富边缘石墨烯泡沫电极制备与表征 |
| 6.2.1 富边缘石墨烯泡沫电极制备 |
| 6.2.2 电极微观形貌与结构表征 |
| 6.3 混合离子液体电解液性能表征 |
| 6.3.1 混合离子液体电解液配制 |
| 6.3.2 电解液物性表征 |
| 6.4 基于混合室温离子液体电解质的石墨烯泡沫储能性能 |
| 6.4.1 电化学表征方法 |
| 6.4.2 垂直取向石墨烯泡沫形貌对储能性能的影响 |
| 6.4.3 基于垂直取向石墨烯泡沫的交流滤波应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（2）多孔石墨烯/镍铁基复合柔性超级电容器电极材料研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器简介 |
| 1.2.1 超级电容器分类以及原理 |
| 1.2.2 超级电容器的基本结构 |
| 1.2.3 超级电容器的特点 |
| 1.2.4 柔性超级电容器概述 |
| 1.3 柔性超级电容器电极材料 |
| 1.3.1 碳纤维柔性电极材料 |
| 1.3.2 气凝胶柔性电极材料 |
| 1.3.3 碳纳米管柔性电极材料 |
| 1.3.4 石墨烯电极材料 |
| 1.3.5 复合柔性电极材料 |
| 1.4 本文选题依据及研究内容 |
| 1.4.1 本文选题依据 |
| 1.4.2 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 表征方法 |
| 2.2.1 X-射线衍射 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 透射电子显微镜 |
| 2.2.4 比表面积及孔分布测试 |
| 2.2.5 热重分析 |
| 2.2.6 X-射线光电子能谱 |
| 2.3 电化学性能测试 |
| 2.3.1 电极的制备 |
| 2.3.2 准固态超级电容器制备 |
| 2.3.3 电化学测试体系 |
| 2.3.4 电化学测试方法 |
| 2.3.5 电化学性能评价参数 |
| 2.3.6 柔性超级电容器性能评价 |
| 第3章 多孔石墨烯/氢氧化镍纳米片复合膜材料的制备及电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 多孔石墨烯/氢氧化镍复合膜材料的制备 |
| 3.2.2 电极的制备方法 |
| 3.3 材料结构和形貌表征的研究 |
| 3.3.1 多孔石墨烯/氢氧化镍复合膜材料形貌表征 |
| 3.3.2 多孔石墨烯/氢氧化镍复合膜材料结构表征 |
| 3.4 电化学性能分析 |
| 3.4.1 多孔石墨烯/氢氧化镍复合膜电化学性能分析 |
| 3.4.2 水系非对称超级电容器电化学研究 |
| 3.4.3 准固态柔性非对称超级电容器 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多孔石墨烯/碳纳米管@赝电容材料复合膜材料的制备及电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 多孔石墨烯/碳纳米管@三氧化二铁复合膜材料的制备 |
| 4.2.2 多孔石墨烯/碳纳米管@氢氧化镍复合膜材料的制备 |
| 4.2.3 电极的制备方法 |
| 4.3 材料结构和形貌表征分析及其电化学分析 |
| 4.3.1 多孔石墨烯/碳纳米管@三氧化二铁复合膜材料形貌表征及电化学分析 |
| 4.3.2 多孔石墨烯/碳纳米管@氢氧化镍复合膜材料形貌表征及电化学分析 |
| 4.3.3 水系非对称超级电容器电化学研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）自供电纤维基柔性应变传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 应变传感器的分类 |
| 1.1.3 目前存在的问题 |
| 1.2 应变传感器国内外研究现状 |
| 1.2.1 压阻式纤维基柔性应变传感器 |
| 1.2.2 电容式纤维基柔性应变传感器 |
| 1.2.3 组合式纤维基柔性应变传感器 |
| 1.3 课题的目的与意义 |
| 1.4 课题的主要研究工作 |
| 2 压阻式纤维基柔性应变传感器制备及性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 碳纳米管分散液制备与表征 |
| 2.2.1 实验材料与仪器 |
| 2.2.2 碳纳米管分散液制备 |
| 2.2.3 测试与表征 |
| 2.2.4 碳纳米管分散液分析 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 垂直铺网非织造材料的三维框架结构 |
| 2.3.2 实验材料与仪器 |
| 2.3.3 压阻式传感器制备 |
| 2.4 测试与表征 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 结构和形态 |
| 2.5.2 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.5.3 传感特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 电容式纤维基柔性应变传感器制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料与仪器 |
| 3.2.2 电容式传感器制备 |
| 3.3 测试与表征 |
| 3.3.1 电化学性能 |
| 3.3.2 传感性能 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 电化学性能 |
| 3.4.2 传感性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 组合式纤维基柔性应变传感器制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料与仪器 |
| 4.2.2 组合式传感器制备 |
| 4.3 测试与表征 |
| 4.3.1 电化学性能 |
| 4.3.2 传感性能 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 电化学性能 |
| 4.4.2 传感性能 |
| 4.5 传感器的应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（4）聚苯胺基全固态超级电容器结构调控与功能化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超级电容器概述 |
| 1.1.1 超级电容器研究背景 |
| 1.1.2 超级电容器的特点 |
| 1.1.3 超级电容器结构与储能机理 |
| 1.1.4 超级电容器的分类 |
| 1.2 超级电容器的电极材料 |
| 1.2.1 碳材料 |
| 1.2.2 金属氧化物 |
| 1.2.3 导电聚合物 |
| 1.3 功能化超级电容器 |
| 1.3.1 柔性超级电容器 |
| 1.3.2 可拉伸超级电容器 |
| 1.3.3 自愈合超级电容器 |
| 1.4 本论文研究主要目的和内容 |
| 1.4.1 本论文主要研究目的 |
| 1.4.2 本论文主要研究内容 |
| 第二章 实验材料、设备、测试及表征 |
| 2.1 实验原料及化学试剂 |
| 2.2 实验仪器和设备 |
| 2.3 材料的表征方法 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR) |
| 2.3.3 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.4 电化学性能测试 |
| 第三章 聚苯胺基固态超级电容器功能性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PANI和 PANI-PVA复合电极的制备 |
| 3.2.1 传统PANI电极制备 |
| 3.2.2 基于PANI-PVA凝胶复合材料电极制备 |
| 3.2.3 凝胶电解质制备 |
| 3.2.4 聚苯基固态超级电容器的组装 |
| 3.3 PANI-PVDF、PANI-PVA/CMF复合电极表征 |
| 3.3.1 PANI-PVDF、PANI-PVA/CMF复合电极形貌表征 |
| 3.3.2 PANI、PANI-PVA电极材料结构表征 |
| 3.3.3 PANI、PANI-PVA电极材料热重曲线(TG) |
| 3.4 固态超级电容器电化学性能测试 |
| 3.4.1 活性炭基固态超级电容器基本电化学性能测试 |
| 3.4.2 聚苯胺基固态超级电容器恒流充放电测试 |
| 3.4.3 聚苯胺基固态超级电容器交流阻抗测试 |
| 3.4.4 聚苯胺基固态超级电容器循环稳定性测试 |
| 3.4.5 PVA含量对PANI-PVA电极比电容性能的影响 |
| 3.5 聚苯胺基固态超级电容器功能性研究 |
| 3.5.1 聚苯胺基固态超级电容器可剪裁性研究 |
| 3.5.2 聚苯胺基固态超级电容器自愈合研究 |
| 3.5.3 聚苯胺基固态超级电容器可缝纫研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于PANI-PVA凝胶一体化超级电容器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 凝胶一体化超级电容器的组装 |
| 4.3 凝胶一体化超级电容器的表征和电化学性能测试 |
| 4.3.1 凝胶一体化超级电容器断面SEM表征 |
| 4.3.2 凝胶一体化超级电容器电化学性能测试 |
| 4.3.3 凝胶一体化超级电容器柔性测试 |
| 4.3.4 凝胶一体化超级电容器柔性电化学性能测试 |
| 4.4 章节小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于NIPS膜技术碳基膜材料的构建与修饰及其储能性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器 |
| 1.2.1 超级电容器储能原理概述 |
| 1.2.2 超级电容器组成与结构 |
| 1.2.3 超级电容器特点与面临的问题 |
| 1.3 碱金属离子电池 |
| 1.3.1 锂离子电池 |
| 1.3.2 钠离子电池 |
| 1.4 离子电容器 |
| 1.4.1 碱金属离子电容器的发展 |
| 1.4.2 离子电容器组成与工作机理 |
| 1.4.3 离子电容器分类 |
| 1.4.4 离子电容器的优势 |
| 1.4.5 离子电容器的问题 |
| 1.5 超级电容器电极材料概述 |
| 1.5.1 导电聚合物电极 |
| 1.5.2 金属氧化物电极 |
| 1.5.3 碳基材料电极 |
| 1.6 碱金属离子电池负极材料概述 |
| 1.6.1 过渡金属硫化物、硒化物和氮化物 |
| 1.6.2 Ti/Nb基化合物 |
| 1.6.3 有机材料 |
| 1.6.4 MXenes材料 |
| 1.6.5 NASICON材料 |
| 1.6.6 碳材料 |
| 1.7 膜技术介绍 |
| 1.7.1 膜制备方法 |
| 1.7.2 膜材料 |
| 1.7.3 碳膜及其应用 |
| 1.8 课题提出 |
| 1.9 研究内容 |
| 第二章 3D多级纳米孔柔性“电极膜”构建及其超级电容器储能性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 3D多级纳米孔柔性电极膜构建 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 仪器设备 |
| 2.2.3 电极膜制备 |
| 2.2.4 电极膜电化学测试 |
| 2.2.5 软包全固态超级电容器组装与测试 |
| 2.3 3D纳米多级孔柔性电极膜形貌及微结构 |
| 2.4 3D多级纳米孔柔性电极膜电化学性能 |
| 2.4.1 超级电容器三电极体系 |
| 2.4.2 超级电容器两电极体系 |
| 2.4.3 柔性软包全固态超级电容器性能 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 3D多级纳米孔柔性“电极膜”构建与设计及其锂/钠储能性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 3D纳米多级孔互穿网络结构柔性电极膜构建 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 仪器设备 |
| 3.2.3 互穿网络结构电极膜制备 |
| 3.2.4 锂/钠离子电池组装与测试 |
| 3.3 3D纳米多级孔互穿网络结构柔性电极膜形貌及微结构 |
| 3.4 3D多级纳米孔互穿网络结构柔性电极膜储能性能 |
| 3.4.1 电极膜储锂性能 |
| 3.4.2 电极膜储钠性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 “前修饰”构建3D网状结构多级共混碳基复合电极膜及其储锂性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多级共混碳基复合电极膜制备 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 仪器设备 |
| 4.2.3 碳基复合电极膜制备 |
| 4.2.4 锂离子电池组装与测试 |
| 4.3 碳基复合电极膜形貌及微结构 |
| 4.4 碳基复合电极膜储能性能 |
| 4.5 有效利用率评价 |
| 4.5.1 纳米硅有效利用率评价 |
| 4.5.2 碳基复合电极膜有效利用率评价 |
| 4.6 碳基复合电极膜循环后结构稳定性 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 SnS_2纳米花“后修饰”电极膜3D互穿网络结构及其锂/钠储能性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 “后修饰”构建SnS_2-CM复合电极膜 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 仪器设备 |
| 5.2.3 SnS_2-CM复合电极膜制备 |
| 5.2.4 锂/钠离子电池组装与测试 |
| 5.3 SnS_2-CM复合电极膜形貌及微结构 |
| 5.4 SnS_2-CM复合电极膜储能性能和储能表现 |
| 5.4.1 锂离子电池体系储能性能 |
| 5.4.2 钠离子电池体系储能性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 网状MoS_2纳米片“后修饰”构建复合电极膜及其储钠性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 “后修饰”构建CM@MoS_2复合电极膜 |
| 6.2.1 实验材料 |
| 6.2.2 仪器设备 |
| 6.2.3 CM@MoS_2复合电极膜制备 |
| 6.2.4 钠离子电池组装与测试 |
| 6.2.5 钠离子电容器组装与测试 |
| 6.3 CM@MoS_2复合电极膜形貌及微结构 |
| 6.4 CM@MoS_2复合电极膜钠离子电池储能性能 |
| 6.5 CM@MoS_2//AC钠离子电容器储能性能 |
| 6.5.1 AC电极储钠性能 |
| 6.5.2 CM@MoS_2//AC钠离子电容器储能性能 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（6）柔性可拉伸储能器件的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 储能器件简述 |
| 1.1.1 超级电容器概述 |
| 1.1.2 二次电池概述 |
| 1.1.2.1 水系离子电池 |
| 1.1.2.2 有机系离子电池 |
| 1.2 柔性储能器件 |
| 1.2.1 柔性超级电容器发展现状 |
| 1.2.2 柔性电池发展现状 |
| 1.3 可拉伸储能器件 |
| 1.3.1 可拉伸超级电容器发展现状 |
| 1.3.2 可拉伸锂离子电池发展现状 |
| 1.4 本论文的研究目的和主要内容 |
| 第二章 基于CH_3CuS纳米线的柔性超级电容器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验所用的化学药品 |
| 2.2.2 实验所使用的设备 |
| 2.2.3 样品制备 |
| 2.3 材料表征与电化学性能分析 |
| 2.3.1 材料的表征手段 |
| 2.3.2 材料的表征结果与讨论 |
| 2.4 柔性超级电容器的组装与性能测试 |
| 2.4.1 CH_3CuS纸基电极的制备 |
| 2.4.2 全固态超级电容器的组装 |
| 2.4.3 全固态超级电容器性能测试 |
| 2.4.4 器件的柔性测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 直接打印-转印微型超级电容器阵列 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验中所使用的耗材 |
| 3.2.2 实验中所用的仪器 |
| 3.3 微型超级电容器阵列的制备 |
| 3.3.1 电极材料准备 |
| 3.3.2 插指电极阵列微型超级电容器制备 |
| 3.4 微型超级电容器外貌、尺寸以及性能表征 |
| 3.4.1 材料、器件尺寸以及电化学性能表征手段 |
| 3.4.2 微型超级电容器性能讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 一体化可拉伸锂离子电池 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验中所用的药品 |
| 4.2.2 实验所用的仪器 |
| 4.3 可拉伸锂离子电池器件制备 |
| 4.3.1 导电电极的制作 |
| 4.3.2 正负电极的制备 |
| 4.3.3 可拉伸隔膜的制作 |
| 4.3.4 平面型可拉伸全电池的组装 |
| 4.4 可拉伸锂离子电池的相关表征和测试结果讨论 |
| 4.4.1 负极材料的表征 |
| 4.4.2 电化学性能及测试结果讨论 |
| 4.4.3 组装的全电池的电化学性能表征及测试结果讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）碳材料的微波制备、改性及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微波加热原理 |
| 1.2.1 微波与碳材料的相互作用和局部加热 |
| 1.2.2 特定的微波效应 |
| 1.2.3 改进微波加热的实用技巧 |
| 1.3 碳材料的微波制备及改性 |
| 1.3.1 碳纳米管的合成 |
| 1.3.1.1 气相合成 |
| 1.3.1.2 液相合成 |
| 1.3.1.3 固态前驱体材料 |
| 1.3.1.4 微波辅助纯化和修饰CNTs |
| 1.3.2 石墨烯的制备 |
| 1.3.2.1 固态微波还原 |
| 1.3.2.2 溶剂辅助微波还原 |
| 1.3.3 碳量子点(CQDs)的制备 |
| 1.3.4 活性炭(ACs)的制备 |
| 1.4 碳材料的应用 |
| 1.5 微波法制备碳材料的应用 |
| 1.5.1 微波法制备的碳材料在电化学储能中的应用 |
| 1.5.2 微波法制备的多孔碳材料作为吸附材料 |
| 1.5.3 微波法合成的碳材料在生物医学上的应用 |
| 1.6 本课题的提出和研究内容 |
| 第二章 基于具有电连续性的分级多孔碳纳米管骨架的高性能电磁屏蔽复合材料 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验过程 |
| 2.2.2.1 碳纳米管(CNTs)水性油墨的制备 |
| 2.2.2.2 有机模版/CNTs的制备 |
| 2.2.2.3 碳纳米管骨架(CNT-skeleton)的制备 |
| 2.2.2.4 PDMS/CNT-skeleton复合材料的制备 |
| 2.2.3 测试与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 PDMS/CNT-skeleton复合材料的结构与表征 |
| 2.3.2 PDMS/CNT-skeleton复合材料的导电性和电磁屏蔽性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于聚吡咯的微波碳化制备掺氮碳电极 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.2.2.1 碳布的亲水处理 |
| 3.2.2.2 HCC/PPy复合电极材料的制备 |
| 3.2.2.3 MWNCC复合电极材料的制备 |
| 3.2.3 结构表征 |
| 3.2.4 电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 掺氮碳电极(MWNCC)的结构与表征 |
| 3.3.2 MWNCC电极的电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（8）柔性石墨烯复合纤维基超级电容器的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超级电容器概述 |
| 1.1.1 超级电容器的原理和分类 |
| 1.1.1.1 双电层电容器 |
| 1.1.1.2 赝电容电容器 |
| 1.1.2 超级电容器的电极材料 |
| 1.2 纤维基柔性超级电容器的研究进展 |
| 1.2.1 碳基纤维超级电容器 |
| 1.2.2 多功能纤维基超级电容器 |
| 1.3 石墨烯及其组装的纤维材料在超级电容器中的应用 |
| 1.3.1 石墨烯的本征结构与物理化学性质 |
| 1.3.2 石墨烯的制备 |
| 1.3.3 石墨烯基纤维的组装及其超级电容器的发展 |
| 1.3.3.1 石墨烯基纤维的组装 |
| 1.3.3.2 石墨烯基纤维超级电容器的发展 |
| 1.4 本论文的研究目的、意义和内容 |
| 1.4.1 本论文研究意义和目的 |
| 1.4.2 本论文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 狭窄介孔结构分布的石墨烯/碳纳米管杂化纤维的制备及电化学性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验主要仪器和设备 |
| 2.2.3 样品的制备 |
| 2.2.3.1 制备氧化石墨 |
| 2.2.3.2 碳纳米管的酸化 |
| 2.2.3.3 RGO纤维和RGO/CNT杂化纤维的制备 |
| 2.2.4 柔性全固态纤维基超级电容器的组装 |
| 2.2.5 表征和测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 GO和GO/CNT分散液的相转变 |
| 2.3.2 RGO和RGO/CNT杂化纤维的结构表征 |
| 2.3.3 RGO和RGO/CNT杂化纤维的物理性能 |
| 2.3.4 RGO和RGO/CNT杂化纤维的电化学性能 |
| 2.3.5 组装的柔性全固态超级电容器的电化学性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 氮掺杂碳锚定NiCo_2O_4于石墨烯/碳纳米管杂化纤维用于柔性非对称超级电容器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验所用材料 |
| 3.2.2 实验仪器和设备 |
| 3.2.3 样品制备 |
| 3.2.3.1 负极多孔石墨烯/碳纳米管杂化纤维(p-GCF)的制备 |
| 3.2.3.2 包覆有氮掺杂碳层的石墨烯/碳纳米管杂化纤维(GCF@NC)的制备 |
| 3.2.3.3 GCF@NC纤维基底上生长NiCo_2O_4阵列 |
| 3.2.3.4 纤维基非对称超级电容器的组装 |
| 3.2.4 表征和测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 正极纤维的制备和形貌表征 |
| 3.3.2 正极纤维的电化学性能 |
| 3.3.3 负极p-GCF纤维的形貌表征和电化学性能 |
| 3.3.4 纤维基非对称超级电容器的电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 连续双网络结构凝胶纤维构筑一体化防冻、可拉伸超级电容器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验主要仪器和设备 |
| 4.2.3 样品制备 |
| 4.2.3.1 RGO和RGO/PEDOT:PSS (GP)气凝胶纤维的制备 |
| 4.2.3.2 GP-PVA防冻复合凝胶纤维的制备 |
| 4.2.3.3 防冻凝胶电解质的制备和全凝胶态超级电容器的组装 |
| 4.2.4 表征和测试方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 RGO、GP气凝胶纤维和GP-PVA复合凝胶纤维的制备 |
| 4.3.2 RGO和GP气凝胶纤维的形貌及结构分析 |
| 4.3.3 RGO和GP气凝胶纤维的电化学性能 |
| 4.3.4 GP-PVA防冻复合凝胶纤维的低温物理性能 |
| 4.3.5 防冻全凝胶态超级电容器的电化学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论 |
| 致谢 |
| 已发表的学术论文和研究成果 |
| 作者和导师简介 |
| 博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（9）碳纳米管纤维基固态超级电容器的温度效应及其调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超级电容器概述 |
| 1.1.1 超级电容器定义 |
| 1.1.2 超级电容器的结构 |
| 1.1.3 超级电容器的分类 |
| 1.2 纤维基超级电容器 |
| 1.2.1 按电极材料分类 |
| 1.2.2 按组装形式分类 |
| 1.3 聚合物型超级电容器 |
| 1.3.1 聚苯胺型 |
| 1.3.2 聚吡咯型 |
| 1.3.3 聚噻吩型 |
| 1.3.4 其他 |
| 1.4 温度效应的产生及调控 |
| 1.4.1 温度效应的产生 |
| 1.4.2 温度调控/热管理 |
| 1.5 本论文的研究目的、内容和创新点 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 创新点 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验仪器 |
| 2.2 实验材料与试剂 |
| 2.3 结构与性能表征 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 拉曼光谱 |
| 2.3.3 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.3.4 红外热成像 |
| 2.3.5 电化学性能 |
| 2.3.6 力学性能 |
| 2.3.7 热分析性能 |
| 2.3.8 循环稳定性 |
| 第3章 聚苯胺改性碳纳米管纤维基超级电容器的温度效应 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 电极材料的制备 |
| 3.2.2 凝胶电解质的制备 |
| 3.2.3 柔性基底的制备 |
| 3.2.4 超级电容器的组装 |
| 3.2.5 温度控制系统 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 电极材料的表征 |
| 3.3.2 循环伏安性能分析 |
| 3.3.3 恒流充放电分析 |
| 3.3.4 交流阻抗谱分析 |
| 3.3.5 长期循环稳定性 |
| 3.3.6 自放电行为 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 碳纳米管纤维基超级电容器基于相变基底的温度调控 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 相变微胶囊的制备 |
| 4.2.2 复合柔性基底的制备 |
| 4.2.3 超级电容器的组装 |
| 4.2.4 不同温度下的电化学性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 相变微胶囊的结构与性能表征 |
| 4.3.2 复合柔性基底的微观结构 |
| 4.3.3 复合柔性基底的力学分析 |
| 4.3.4 复合柔性基底的热分析 |
| 4.3.5 超级电容器的电化学性能 |
| 4.3.6 相变基底的温度调控作用 |
| 4.3.7 超级电容器的循环稳定性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（10）碳纳米管纤维基柔性超级电容器的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超级电容器概述 |
| 1.1.1 超级电容器的定义 |
| 1.1.2 超级电容器的结构 |
| 1.1.3 超级电容器的分类 |
| 1.2 纤维电极材料类型 |
| 1.2.1 碳纤维 |
| 1.2.2 碳纳米管纤维 |
| 1.2.3 石墨烯纤维 |
| 1.2.4 金属纤维 |
| 1.2.5 其它纤维 |
| 1.3 纤维基超级电容器类型 |
| 1.3.1 扭曲型 |
| 1.3.2 核鞘同轴型 |
| 1.3.3 二维平面型 |
| 1.4 本论文的研究目的与内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验仪器 |
| 2.2 实验材料与试剂 |
| 2.3 结构与性能表征 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 透射电子显微镜 |
| 2.3.3 原子力显微镜 |
| 2.3.4 X射线光电子能谱仪 |
| 2.3.5 X射线衍射仪 |
| 2.3.6 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.3.7 拉曼光谱 |
| 2.3.8 导电性能 |
| 2.3.9 电化学性能 |
| 2.3.10 机械稳定性 |
| 2.3.11 循环稳定性 |
| 第3章 基于三维多孔碳纳米管/聚苯胺双核鞘电极的超级电容器 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 多孔碳纳米管的沉积 |
| 3.2.2 聚苯胺的沉积 |
| 3.2.3 聚二甲基硅氧烷薄膜的制备 |
| 3.2.4 凝胶电解质的制备 |
| 3.2.5 超级电容器的组装 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 CNF/CNTs电极 |
| 3.3.2 CNF/CNTs/PANI电极 |
| 3.3.3 纤维的导电性能 |
| 3.3.4 超级电容器电化学性能 |
| 3.3.5 CNF/CNTs/PANI超级电容器 |
| 3.3.6 电容器机械稳定性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于碳纳米管纤维的纤维状高性能非对称超级电容器 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 氧化石墨烯的制备 |
| 4.2.2 CNF/rGO的制备 |
| 4.2.3 CNF/CNTs/PPy的制备 |
| 4.2.4 非对称纤维状超级电容的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 CNF/CNTs/PPy正电极 |
| 4.3.2 CNF/rGO负电极 |
| 4.3.3 非对称超级电容器 |
| 4.3.4 电容器机械稳定性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 中英文对照表 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
四、“超级纤维”——碳纳米管（论文参考文献）
- [1]垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用[D]. 徐晨轩. 浙江大学, 2021(01)
- [2]多孔石墨烯/镍铁基复合柔性超级电容器电极材料研究[D]. 侯宝权. 吉林化工学院, 2021(01)
- [3]自供电纤维基柔性应变传感器研究[D]. 胡权枝. 武汉纺织大学, 2021(08)
- [4]聚苯胺基全固态超级电容器结构调控与功能化研究[D]. 袁伟. 江西理工大学, 2021(01)
- [5]基于NIPS膜技术碳基膜材料的构建与修饰及其储能性能研究[D]. 刘昊. 天津工业大学, 2021(01)
- [6]柔性可拉伸储能器件的制备及性能研究[D]. 王晓丹. 北京科技大学, 2021(08)
- [7]碳材料的微波制备、改性及应用[D]. 肖韦. 青岛科技大学, 2021(02)
- [8]柔性石墨烯复合纤维基超级电容器的制备及性能研究[D]. 徐婷. 北京化工大学, 2020(01)
- [9]碳纳米管纤维基固态超级电容器的温度效应及其调控[D]. 洪娇玲. 深圳大学, 2020
- [10]碳纳米管纤维基柔性超级电容器的制备与性能研究[D]. 刘家华. 深圳大学, 2019(09)