基和聚苯胺电极超级电容器的研究论文

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1、摘要1黜删Y2084651近年来，超级电容器因具有比电池更高的功率系数，比一般的电容器更大的容量成为一种新型的优良储能器件。超级电容器，以导电聚合物作为超级电容器电极材料具有可快速高效放电、不需充放电控制电路、使用寿命长、温度宽、无环境污染等优点，还兼具了因掺杂而带来的半导体或导体的特性。聚苯胺由于结构多样化、较高的导电率、单体价廉易得、合成简单，产率较高；良好的化学稳定性、独特的掺杂现象以及具有优良的电致变色性，可逆的氧化还原性、光电转换性、非线性光学性、体积电位响应性，使它成为目前导电高分子聚合

2、物领域的研究热点。本论文共分为五章，主要研究内容和创新点归纳如下：在第一章，概述超级电容器的特性和应用的基本原理。介绍了聚苯胺的分子结构、掺杂机理和导电机理以及聚苯胺的特性及应用，还介绍了超级电容器的储能机理，碳基材料、金属氧化物和导电聚合物做超级电容器电极材料的最新研究。最后提出了自己对聚苯胺作为超级电容器电极材料的研究设想和方法。在第二章，讨论了盐酸掺杂聚苯胺的制备及其结构表征。对于化学氧化方法制备的聚苯胺，考察了其不同制备条件(盐酸浓度，氧化剂含量，反应时间)对聚苯胺电导率的影响，得到了最佳制

3、备条件：在1mo儿的盐酸环境下，氧化剂过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1：l时，反应5h可以得到最佳产物。在这种条件下得到的聚苯胺电导率较高，适用于超级电容器电极的制备。在第三章，研究了基于聚苯胺为电极材料的超级电容器的组装与测试。将用化学氧化法制备的聚苯胺粉末与石墨、乙炔黑以质量比8．5：0．5：1充分混合，再添加少量PVA以增加电极的强度，在模具中心嵌入铂金片以获得聚苯胺电极的集流器，用5肝a的压力压成直径为15姗的聚苯胺电极，以lmo儿H2s04作为电解液。用此电极组装成电极一电解液一电极“三明治"式

4、的超级电容器。对聚苯胺电极进行了研究，用四端法测量了该电极的电阻进而计算出电导率，并且讨论了压片压力大小与电极电导率的关系。对超级电容器做了性能的测试，包括循环伏安测试，恒流充放电测试，循环寿命测试，为了更好的研究超级电容器循环次数与充放电情况，我们自己编程配合检测仪器对超级电容器做了不间断的循环测试，保证了实验数据的连续性与完整性。在第四章，介绍了含聚苯胺／zr02纳米复合材料的制备以及以此为超级电容器电极材料组装的超级电容器性能的测试。对这种新型的复合电极材料因为Zr02为聚苯胺提供了更大的比表

5、面积，使质子酸更好的掺杂，进而提高了电导率。与单纯聚苯胺电极超级电容器做了比较，发现无论是在电容器容量上，还是在循环寿命和效率上，复合材料电极的超级电容器性能都明显的优于单纯聚苯胺电极超级电容器。在第五章，我们总结了本文的工作，并对提高基于聚苯胺材料为电极的超级电容器特性的可能性进行了分析。关键词：聚苯胺超级电容器掺杂电导率IIABSTRACThlrecentyears，supercapacitorshaveattracted孕0wingattentiontomeappIicationofelec仃

6、icalene嘲，storagesystemsbecauseoftlleirhi曲erspecificpowerthanbatteriesandhi曲erspecmcene唱yt11an℃onVentionalcapaCitorS．AstheelectrodematerialofsupercapacitorS，electroactiVepolymerhaSm锄yadVantages，suchas，quickandef!ficientdischa玛e，noneedforcha略e／discha唱eco

7、ntI．olcircuit，longcyclelife，widertemper栅erallgeforoperation，锄denVir0玎mentalamicabil咄nalsopossessescharacteristicsofsemiconductor0rconduCtoraRerefrectiVelydoping．Polyanililleis0neoft11emostmterestingconductingpolymerSduetoitsenviromentalstabili吼easeiIlp

8、reparation，excitillgelec协ochemical，叩tical趾delectricalpropertiesalldpossibleapplicationsinrecha唱eablebatteries，microelec缸．0nicsdevices，biosensorS，elec仃ocllromicdisplaysandchemicalsensorS．Tllist11esisconsistsoffiVechapters．nepu印oseofthefi