RuO2-SWCNT柔性超级电容器的制备与电化学性能

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:marymahoo1985
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超级电容器是一种能够快速充放电且寿命长的储能器件,受到了研究者的广泛关注,是具有巨大的应用前景的新一代电化学储能器件之一。过渡金属氧化物,特别是RuO2,因其高比容量和良好的循环稳定性而被视为的超级电容器最佳的电极材料之一。同时随着近年来智能化的不断推进,可穿戴的电子设备不断发展,对柔性的储能器件的需求也越来越大。为了使超级电容器能够用于可穿戴设备,研究者们采用了多种方法设计组装柔性电容器,但这些方法通常都需要复杂的工艺或者较为严苛的条件。基于上述研究背景,本文制备了RuO2-SWCNT柔性电极,并利用易得的封装材料组装了对称型柔性电容器。本文的主要内容如下:(1)以RuCl3颗粒和SWCNT粉末为原料,采用水解后抽滤的方法制备了RuO2-SWCNT柔性电极。制备了不同质量比的RuO2-SWCNT的电极,电容测试的结果表明,当名义质量比为3:2时电极性能最佳。在1 A/g的电流密度下电极的质量比容量为448 F/g,在10 A/g下比容量保持率为90.3%,同时在10 A/g下循环1000次后比容量保持94%。(2)以电工胶带与铜箔胶带为封装材料,组装了结构简单的对称型柔性电容器,该柔性电容器在100 W/kg的功率密度下能量密度可达48 Wh/kg,在1000W/kg下时可达43 Wh/kg。分析了柔性电容器中电极比容量为充分发挥的原因,认为是所用PVA-H2SO4凝胶电解质离子传导能力不如H2SO4水溶液所致。在不同折叠角度、多次180°折叠和不同扭转角度下考查了RuO2-SWCNT柔性电容器的比容量,结果表明所组装的柔性电容器在不同的弯折条件下仍然具有比较稳定的比容量。
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