基于超级电容器的电解质研究--《电子科技大学》2015年硕士论文
基于超级电容器的电解质研究
【摘要】：凝胶聚合物电解质是制备超级电容器的关键材料,是超级电容器领域的研究热点。但是凝胶聚合物电解质在实际应用之中还存在很多不足之处,如离子电导率、热稳定性、电化学稳定性等方面还需要进一步的改进和提高。本论文重点研究了PVDF-HFP基凝胶聚合物电解质的性能,并通过无机掺杂和改性来提高其性能。以下为本论文的主要内容:1.采用溶液流延法制备PVDF-HFP基凝胶聚合物电解质,其室温电导率最高可达到3.76 mS/cm,电化学窗口为3.2 V;使用纳米Al2O3对PVDF-HFP/Al2O3进行掺杂,当纳米Al2O3的质量为聚合物基体材料质量的8%时,复合凝胶聚合物电解质膜的室温离子电导率可以达到4.12 mS/cm,电化学窗口为3.4 V,并且两种凝胶聚合物电解质电导率与温度的关系符合阿伦尼乌斯理论。将制备的电解质与电极组装成模拟超级电容器,PVDF-HFP和PVDF-HFP/Al2O3为电解质的超级电容器其双电极电容分别为10.36 mF/cm2和18.36 mF/cm2,纳米Al2O3的掺入改善了器件的电容性能。2.通过与PMMA共混,对PVDF-HFP基凝胶聚合物电解质进行改性,当PMMA的含量为聚合物材料总质量的20%时,电解质的室温电导率最高可以达到4.12 mS/cm,电化学窗口可以提高到3.6 V;对改性之后的PVDF-HFP/PMMA凝胶聚合物电解质也进行无机掺杂,当纳米Al2O3的质量为聚合物基体材料质量的8%时,PVDF-HFP/PMMA/Al2O3复合凝胶合物电解质的室温电导率提高到4.31 mS/cm,电化学窗口为3.9 V,凝胶聚合物电解质电导率与温度的关系也符合阿伦尼乌斯理论。改性之后的PVDF-HFP/PMMA凝胶聚合物电解质超级电容器的双电极电容提高到为13.6 mF/cm2,PVDF-HFP/PMMA/Al2O3复合凝胶合物电解质膜双电极电容为21.36 mF/cm2,说明对凝胶聚合物电解质改性和复合之后,在提高了电解质电导率的同时也提高的超级电容器的性能。3.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)、热失重(TGA)和差示扫描量热(DSC)等表征方法对凝胶聚合物电解质膜进行表征。研究结果表明凝胶聚合物电解质膜都具有微孔结构,电解质各组分相溶性好,分布均匀,没有相分离;改性之后的PVDF-HFP/PMMA凝胶聚合物电解质膜的热分解温度较低,但是降低了整个体系的结晶度;进一步的研究表明,无机填料纳米Al2O3可以与体系中各物质很好相溶,提高电解质的分解温度,改善了凝胶聚合物电解质膜的热稳定性,降低了电解质膜的结晶度,晶相的改变有利于电解质电导率的提高。
【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TM53【目录】：
摘要5-6ABSTRACT6-11第一章 绪论11-26 1.1 引言11 1.2 超级电容器11-13
1.2.1 超级电容器储能原理11-12
1.2.2 超级电容器的应用12-13 1.3 超级电容器的电解质13-17
1.3.1 水系电解质13-14
1.3.2 有机液体电解质14-15
1.3.3 离子液体电解质15-16
1.3.4 固体聚合物电解质16
1.3.5 凝胶聚合物电解质16
1.3.6 复合型凝胶聚合物电解质16-17 1.4 超级电容器凝胶聚合物电解质的概述17-23
1.4.1 凝胶聚合物电解质的定义17
1.4.2 凝胶聚合物电解质的组成17-18
1.4.3 凝胶聚合物电解质的分类18
1.4.4 凝胶聚合物电解质的导电机理18-20
1.4.5 凝胶聚合物电解质的改性20-21
1.4.6 凝胶聚合物电解质基体材料21-23 1.5 凝胶聚合物电解质国内外研究发展状况23-24 1.6 本文研究意义及研究内容24-26第二章 超级电容器凝胶聚合物电解质的性能分析及测试26-32 2.1 材料的分析方法26-28
2.1.1 扫描电子显微镜（SEM）26-27
2.1.2 傅立叶红外光谱（FTIR）27-28
2.1.3 热失重（TGA）28
2.1.4 差示扫描量热（DSC）28 2.2 凝胶聚合物电解质的电化学性能测试28-29
2.2.1 凝胶聚合物电解质电导率的测试28-29
2.2.2 电化学稳定窗.测试29 2.3 凝胶聚合物电解质超级电容器的性能测试29-31
2.3.1 恒流充放电测试29-31
2.3.2 循环伏安测试31 2.4 小结31-32第三章 PVDF-HFP基凝胶聚合物电解质的制备及性能研究32-55 3.1 PVDF-HFP基凝胶聚合物电解质的制备32-33
3.1.1 实验原料及仪器设备32-33
3.1.2 PVDF-HFP基凝胶聚合物电解质的制备33 3.2 PVDF-HFP基凝胶聚合物电解质的性能测试33-39
3.2.1 PVDF-HFP基电解质的离子电导率的测试34-39
3.2.2 PVDF-HFP基电解质的电化学稳定窗.的测试39 3.3 PVDF-HFP基电解质超级电容器的性能39-41
3.3.1 电极的制备39-40
3.3.2 PVDF-HFP基电解质超级电容器的性能研究40-41 3.4 PVDF-HFP凝胶聚合物电解质膜的表征41-44
3.4.1 扫描电子显微镜（SEM）分析41-42
3.4.2 傅立叶红外光谱（FTIR）分析42-43
3.4.3 热失重（TGA）分析43-44
3.4.4 差示扫描量热（DSC）分析44 3.5 PVDF-HFP/Al2O3复合型电解质的制备与性能测试44-48
3.5.1 Al2O3的掺入量对复合电解质的电导率影响45-47
3.5.2 温度对PVDF-HFP/Al2O3复合型电解质的电导率影响47
3.5.3 Al2O3对复合电解质的电化学窗.的影响47-48 3.6 PVDF-HFP/Al2O3复合电解质超级电容器的性能48-50
3.6.1 恒流充放电测试48-49
3.6.2 循环伏安测试49-50 3.7 PVDF-HFP/Al2O3复合凝胶聚合物电解质膜的表征50-53
3.7.1 扫描电子显微镜（SEM）分析50-51
3.7.2 傅立叶红外光谱（FTIR）分析51-52
3.7.3 热失重（TGA）分析52
3.7.4 差示扫描量热（DSC）分析52-53 3.8 小结53-55第四章 PVDF-HFP/PMMA凝胶聚合物电解质的制备及性能研究55-74 4.1 PVDF-HFP/PMMA凝胶聚合物电解质的制备55 4.2 PVDF-HFP/PMMA凝胶电解质的性能测试55-59
4.2.1 PMMA的含量对电解质的离子电导率的影响56-57
4.2.2 温度对电解质的电导率影响57-58
4.2.3 PVDF-HFP/PMMA电解质的电化学稳定窗.的测试58-59 4.3 PVDF-HFP/PMMA电解质超级电容器的性能59-60
4.3.1 恒流充放电测试59
4.3.2 循环伏安测试59-60 4.4 PVDF-HFP/PMMA凝胶聚合物电解质的表征60-63
4.4.1 扫描电子显微镜（SEM）分析60-61
4.4.2 傅立叶红外光谱（FTIR）分析61-62
4.4.3 热失重（TGA）分析62-63
4.4.4 差示扫描量热（DSC）分析63 4.5 PVDF-HFP/PMMA/Al2O3复合电解质的制备与性能测试63-67
4.5.1 Al2O3的掺入量对复合电解质的电导率影响64-65
4.5.2 温度对复合型电解质的电导率影响65-66
4.5.3 PVDF-HFP/PMMA/Al2O3复合型电解质的电化学稳定窗.的测试66-67 4.6 PVDF-HFP/PMMA/Al2O3复合电解质超级电容器的性能67-69 4.7 PVDF-HFP/PMMA/Al2O3复合凝胶聚合物电解质的表征69-72
4.7.1 扫描电子显微镜（SEM）分析69-70
4.7.2 傅立叶红外光谱（FTIR）分析70-71
4.7.3 热失重（TGA）分析71-72
4.7.4 差示扫描量热（DSC）分析72 4.8 小结72-74第五章 总结与展望74-76 5.1 总结74-75 5.2 展望75-76致谢76-77参考文献77-81攻硕期间取得的研究成果81-82
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【相似文献】
中国期刊全文数据库
刘建新;[J];华东交通大学学报;2002年03期
桂长清;[J];电池工业;2003年04期
;[J];电源世界;2004年03期
文建国,周震涛,文衍宣;[J];东莞理工学院学报;2004年01期
李荐,钟晖,钟海云,戴艳阳,温俊杰;[J];电源技术;2004年06期
Bobby M;[J];今日电子;2006年01期
王鑫;;[J];国外电子元器件;2006年05期
Matt R;[J];今日电子;2006年07期
陈新丽;李伟善;;[J];广东化工;2006年07期
常建中;;[J];长治学院学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库
马衍伟;张熊;余鹏;陈尧;;[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
张易宁;何腾云;;[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
钟辉;曾庆聪;吴丁财;符若文;;[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
赵家昌;赖春艳;戴扬;解晶莹;;[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
单既成;陈维英;;[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
王燕;吴英鹏;黄毅;马延风;陈永胜;;[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
赵健伟;倪文彬;王登超;黄忠杰;;[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年
张琦;郑明森;董全峰;田昭武;;[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年
马衍伟;;[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
刘不厌;彭乔;孙玥;;[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
赵文;[N];科技日报;2004年
国际电气电子工程师学会高级会员
于凌宇;[N];中国电子报;2008年
许柏松;[N];中国知识产权报;2011年
;[N];中国电子报;2011年
宗宝泉　通讯员
应明阳;[N];科技日报;2011年
山西 刘红强 编译;[N];电子报;2013年
云南 徐军艺 编译;[N];电子报;2013年
常丽君;[N];科技日报;2013年
辽宁 张应建 编译;[N];电子报;2013年
贵州 周威 编译;[N];电子报;2013年
中国博士学位论文全文数据库
李海东;[D];中国科学院研究生院（电工研究所）;2006年
孙谊;[D];北京交通大学;2013年
陈旭丽;[D];复旦大学;2014年
王琪;[D];江苏大学;2015年
王利猛;[D];华北电力大学;2015年
申来法;[D];南京航空航天大学;2014年
凌铮;[D];大连理工大学;2015年
苏小辉;[D];广东工业大学;2015年
刘云夫;[D];哈尔滨工业大学;2015年
梁坤;[D];电子科技大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库
邓欢欢;[D];华中科技大学;2008年
张彬;[D];华北电力大学（北京）;2010年
范伟;[D];华北电力大学（河北）;2007年
张宁;[D];大连理工大学;2011年
金英华;[D];大连理工大学;2013年
肖毓秀;[D];上海师范大学;2015年
李陆;[D];浙江大学;2015年
黄美玲;[D];浙江大学;2015年
刘岚;[D];浙江大学;2015年
王兰;[D];华南理工大学;2015年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号超级电容器用LiBOB电解质电化学性能的研究--《电子元件与材料》2016年02期
超级电容器用LiBOB电解质电化学性能的研究
【摘要】：以草酸、硼酸及氢氧化锂为原料,通过水相中发生酯化反应和在乙腈中进行中和反应结合的方法合成LiBOB(双草酸硼酸锂)。通过电导率、循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等电化学性能测试方法,探索溶剂组成、LiBOB浓度及商业主流电解质盐Et_4NBF_4添加量对LiBOB电解液电化学性能的影响。以LiBOB电解质盐不同溶剂组成的电解液组装的模拟碳超级电容器,工作电压范围在0~2.7 V,循环伏安曲线出现了类矩形的特征;充放电可逆性及电化学循环稳定性良好。LiBOB-Et_4NBF_4工作电解液的电导率最优可达12.5×10~(–3) S/cm。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TQ131.11;TM53【正文快照】：
超级电容器,又叫电化学电容器,是一种靠极化电解液来储存静电能量的新型、高效和环保的能量储存器件[1-2]。兼具传统电容器与充电电池的优点,不仅功率密度高、工作温度范围宽、循环使用寿命长,而且容量较大、免维护、安全、无污染[3-4],被广泛应用于军事、航天航空、电动汽车
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式，仅支持PDF格式
【相似文献】
中国期刊全文数据库
王仁清;方勤;邓梅根;;[J];电子元件与材料;2009年01期
梁群英;苏红;闫晶;梁俊杰;曹水良;袁定胜;;[J];催化学报;2014年07期
;[J];上海化工;2012年03期
孙平;汪忠兴;梁爽;朱基亮;;[J];广州化工;2014年11期
郝广平;米娟;李多;曲文慧;吴挺俊;李文翠;陆安慧;;[J];新型炭材料;2011年03期
陈昆峰;杨阳阳;陈旭;王浩;马增胜;周益春;薛冬峰;;[J];河南大学学报(自然科学版);2014年04期
杨莹;王萌;任素贞;郝策;贾翠英;;[J];大连理工大学学报;2014年04期
付昱;孙立;田春贵;林海波;;[J];高等学校化学学报;2013年10期
马仁志,魏秉庆,徐才录,梁吉,吴德海;[J];清华大学学报(自然科学版);2000年08期
黄雯;赵进;康琪;徐凯臣;于镇;王建;马延文;黄维;;[J];物理化学学报;2012年10期
中国重要会议论文全文数据库
霍开富;肖旭;马国强;高标;周军;;[A];第一届全国储能科学与技术大会摘要集[C];2014年
卢艳红;张帆;黄毅;马延风;陈永胜;;[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第30分会：低维碳材料[C];2014年
马晓梅;刘明贤;甘礼华;徐子颉;朱大章;陈龙武;;[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会：表面界面与纳米结构材料[C];2013年
郑晓雨;吕伟;杨全红;;[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第37分会：能源纳米科学与技术[C];2014年
田辞;甘礼华;朱建淳;刘明贤;徐子颉;郝志显;陈龙武;;[A];中国化学会第十一届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2007年
吴昊;王先友;张小燕;江兰兰;胡本安;王英平;;[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
邹枫;陈朝吉;许恒辉;黄云辉;胡先罗;;[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第37分会：能源纳米科学与技术[C];2014年
中国重要报纸全文数据库
山科;[N];中国化工报;2014年
中国博士学位论文全文数据库
陈立锋;[D];中国科学技术大学;2014年
凌铮;[D];大连理工大学;2015年
杨希;[D];南开大学;2014年
谢小英;[D];天津大学;2014年
李婷婷;[D];华中农业大学;2015年
梁坤;[D];电子科技大学;2015年
李伟;[D];东北师范大学;2015年
范小明;[D];大连理工大学;2014年
刘德臣;[D];吉林大学;2015年
杨晓伟;[D];上海交通大学;2011年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号超级电容器电解质的研究进展_图文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
超级电容器电解质的研究进展
上传于||暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用0下载券
想免费下载更多文档？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩3页未读，继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢您当前的位置：&>&&>&正文
超级电容器的分类与优缺点分析(3)
&&来源:&&&& 9:37:58&&我要投稿&&
3 新型电容器的不同分类由于超级电容器是一类新型产品，在结构、材料、性能等方面都进行了不同的更新调整。根据不同的内容，对超级电容器进行分类的方法是各不相同的。当前，对于超级电容器的分类一般参照电容器的原理、电解质等两大要素划分，每一类超级电容器又可分成不同的类别。(1)根据原理分类。根据不同的作用原理，超级电容器主要划分成双电层型超级电容器、赝电容型超级电容器等两大类。双电层型超级电容器，在制造材料上进行了更新处理，如：活性碳电极材料，结合高比表面积的活性碳材料加工后制成电极;碳气凝胶电极材料，结合前驱材料制备凝胶，再进行碳化活化处理作为电极。赝电容型超级电容器，一般采用了金属氧化物电极材料、聚合物电极材料。前者有：NiOx、MnO2、V2O5等用于正极材料，活性碳等用于负极材料，后者有：PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N型掺杂制取电极。(2)根据电解质分类。电解质是溶于水溶液之后具备导电性能的化合物。超级电容器里的电解质包括：水性电解质、有机电解质等两种。水性电解质比较普遍的电解质有酸性、碱性、中性之分，不同特性电解质的组成也不相同。如：酸性电解质由36%的H2SO4水溶液构成，碱性电解质由KOH、NaOH
等强碱构成等。有机电解质一般选择LiClO4为主的锂盐、teABF4为主的季胺盐等当成电解质，有时可根据使用需要添加相应的溶剂，如：PC、ACN、GBL、THL等，这些对于超级电容器的性能都有明显的改善。根据电解质对超级电容器分类方法中，还可以结合电解质的具体状态详细分类。如：按照电解质的固态、液态形式又可分为固体电解质超级电容器、液体电解质超级电容器。4 超级电容器使用的优缺点超级电容器在使用过程中并非每一个方面都是优越的，这就要求在运用超级电容器时能熟练掌握该装置的优缺点。受到制造技术的限制，我国在使用超级电容器时还存在安装、调试等方面的不足。不少设备因盲目使用超级电容器造成电路故障，影响了整个设备性能的发挥。作为电容器的新产品，超级电容器呈现出来的优点要显着大于缺点。(1)优点。超级电容器是普通电容装置的升级，在对早期的电容器实施了多个方面的改良。主要优点在：①电容量。早期使用的常规电容器，电容存储量较小，仅能满足小负荷的电路需求;而超级电容器的电容量级别可达到法拉级，能适合更复杂的电路运行需要。②电路。超级电容器对电路结构的要求较低，不需要设置特殊的充电电路、控制放电电路，且电容器的使用时间不会受到过充、过放的影响。③焊接。普通电容器无法进行焊接，在安装超级电容器时可根据需要进行焊接处理，防止了电池接触不良等现象的发生，提高了电容器元件的使用性能。(2)缺点。通过对超级电容器的性能测试，笔者发现这种新型电容器也存在缺点。如：①泄漏。超级电容器安装位置不合理，容易引起电解质泄漏等问题，破坏了电容器的结构性能。②电路。超级电容器仅限于直流电路的使用，这是由于与铝电解电容器相比，超级电容器的内阻更大，不适合交流电路的运行要求。③价格。由于超级电容器是新一代高科技产品，其刚刚推向市场时价格相对较高，增加了设备运行的成本投入。5 结 论总之，长期以来国内采用的均是常规的电容器，其由两片接近并相互绝缘的导体构成电极之后，用于储存电荷、电能的电子元件。超级电容器即&双电层电容器&,目前是储存电能的新器件。从物理角度看，超级电容器具备了充电耗时短、运行时间长、温控效果好、环保性能强等特点。&
原标题:超级电容器的分类与优缺点分析
投稿联系：陈小姐&&010-&&新闻投稿咨询QQ:
邮箱：（请将#换成@）
北极星储能网声明：此资讯系转载自合作媒体或互联网其它网站，北极星储能网登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
北极星储能网获悉，12月29日，工信部、财政部、科技部、发改委四部委发布了关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知，通知明确将调整完善推广应用补贴政策。通知在三方面对于新能源补贴政策进行了调整：1、提高推荐车型目录门槛并动态调整。2、在保持年补贴政策总体稳定
新闻排行榜
版权所有 && 北极星电力网(.Cn) 运营：北京火山动力网络技术有限公司
京公网安备：超级电容器电解质研究进展
&|&[an error occurred while processing this directive]&
超级电容器电解质研究进展
李作鹏,赵建国,李江,邢宝岩,郭永
山西大同大学应用化学研究所
Research Progress of Electrolytes for Supercapacitors
点击分布统计
下载分布统计
&&&&&&References
王媚, 时鹏飞, 陈延辉, 姜涛. [J]. 化工学报, ): .
王媚, 时鹏飞, 陈延辉, 姜涛. [J]. 化工学报, ): 0-0.
张娟, 任腾杰, 胡颜荟, 李俊盼, 王春芳, 赵地顺. [J]. 化工学报, ): .
李吉, 魏彤, 闫俊, 龙从来, 范壮军. [J]. 化工学报, ): .
曾少娟, 田肖, 董海峰, 张香平, 张锁江. [J]. 化工学报, ): .
陶绍虎, 狄跃忠, 彭建平, 王耀武, 刘柯佳, 冯乃祥. [J]. 化工学报, ): .
王明, 徐颖华, 丁旭芬, 马淳安. [J]. 化工学报, ): .
赵永升, 黄莺, 赵继红, 张香平. [J]. 化工学报, ): .
张盈盈, 吉晓燕, 陆小华. [J]. 化工学报, ): .
陈义峰, 王昌松, 丁键, 杨祝红, 陆小华. [J]. 化工学报, ): .
朱君悦, 段远源, 王晓东, 闵琪. [J]. 化工学报, ): 765-776.
赵地顺, 葛京京, 翟建华, 张娟, 刘猛帅, 李俊盼. [J]. 化工学报, ): 561-569.
施丽娜, 陈茂兵, 黄宽, 胡兴邦, 吴有庭. [J]. , ): 599-604.
王鹏, 龚勋, 张彪, 冷尔唯, 陈振国, 徐明厚. [J]. 化工学报, ): .
张亚平, 矫庆泽, 吴芹, 黎汉生. [J]. 化工学报, ): .
Copyright 2012 & 《化工进展》编辑部 All Right Reserved
京ICP备号-2}