超级电容器电极印制及其电化学性能.pdf

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1、万方数据摘要超级电容器是一种介于传统静电电容器和电池之间的新型储能元件，与传统的静电电容器相比，超级电容器有高的能量密度、较长的循环寿命、更大的比电容，基于这些优点，它可以被用做电子元件、小的器械和直流电流转换器来储存能量。近年来，由于超级电容器有很广泛的潜在的应用已经成为研究的热点。按照能量存储的不同，主要分为两种类型：电化学双层电容器和法拉第赝电容，前者主要是碳材料，后者是金属氧化物、导电高分子和金属化合物。而对超级电容器的研究主要是针对它的电极材料以及电极的制作。本论文针对氧化铁作为超级电容器的电极材料展开工作，主要包括氧化铁的制备和性能的测试、以

2、氧化铁和活性炭为电极材料的电极的制作、柔性全固态超级电容器的制作。l、以FeCl3、乙二醇、NaOH为原料采用水热法制备了球形、多边形和枣核形三种形状的0【一Fe203，研究表明FeCl3的浓度对0【．Fe203形貌有很大影响。以FeCl2、FeCl3和NaOH为原料，以十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)为表面活性剂，采用共沉淀法制备纳米Fe304，制备工艺简单，制备的Fe304平均粒径为13．6nm，分散性良好。并采用三电极法测试Fe304和0L—Fe203的电化学性能2、印制超级电容器电极墨的配制，采用氧化铁(市场购置和自制3种)、二氧化锰(市场购置和

3、自制2种)和活性炭(市场购置1种)分别为电极活性材料，以乙炔黑为导电剂，以聚偏二氟乙烯(PVDF)为粘结剂，三者比例为8：1：1，然后加入一定量的氮甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，配制超级电容器电极用油墨，将其涂在1木1cm2石墨纸的基底上，120℃干燥5h，作为工作电极，以铂片电极为对电极，Ag／AgCl电极为参比电极，以1M的Na2S04为电解液采用三电极方式测试其电化学性能。实验结果表明二氧化锰的比电容最高，活性炭其次，氧化铁最小。3、柔性超级电容器电极制作及其电化学性能测试：以活性炭为电极活性材料，银为集电极，以聚乙烯醇(PVA)和H2S04凝胶为

4、固态电解质制作超级电容器，采用两电极方法测试电化学性能，通过测试不同电极材料厚度和不同的电极材料的面积。结果表明在扫描速率为5mV／s时，厚度为151．tm时的比电容为为0．34I万方数据F／cm2，面积为6．25cm2时的比电容为0．36F／cm2。对面积为6．25cm2的超级电容器在电流为5mA时进行1000次循环稳定性的测试，比电容的保留值为58％。关键宇：氧化铁；电极材料；柔性全固态超级电容器；电化学性能；比电容＼删黜II万方数据ABSTRACTSupercapacitorisanewstyleenergystorageelementbetwee

5、nbatteryandtrad．itionalstaticcondenser．supercapacitorhasadvantageofhighenergydensity，longcyclelifeandlargespecificcapacitancecomparedwithtraditionalcapacitor，basedontheseadvantages，itcanbeusedforelectroniccomponents，smallinstrumentsanddirectcurrentconvertertostorageenergy．Recentl

6、y，supercapacitorhasalreadybecomearesearchhotpotduetoitswidelypotentialapplication．Accordingtothedifferentenergystorage；itcanbedividedintotwotypes：electricdouble-layercapa．citorandFaradaypseudo-capacitance，theformerelectricmaterialiscarbonmateri．als；thelatterismetaloxides，conducti

7、ngpolymersandmetalliccompound．Electricmaterialsandelectrodefabricationaremainlyresearchdirectioninthisarticle．Theworkwasdonebyironoxideaselectrodematerialofsupercapacitor，cont-ainingfabricationandperformancemeasurementofironoxide，fabricationelectrodewithironoxideandactivecarbonas

8、anelectrodematerial，fabricationall-solid