【摘 要】
：
本文在对常规活性炭(AC)电极进行探索研究的基础上,通过将单元(碳纳米管(CNT)或石墨烯(Graphene))或多元(CNT和Graphene)纳米碳材料用作导电添加剂引入到常规活性炭电极中进行复合改性,以改善活性炭电极的导电性,从而提高其倍率性能及循环稳定性。通过扫描电镜(SEM)及氮气吸脱附测试(BET)对复合电极的微观形貌及孔径分布、比表面积进行分析并结合电化学测试手段(恒流充放电测试、循
论文部分内容阅读
本文在对常规活性炭(AC)电极进行探索研究的基础上,通过将单元(碳纳米管(CNT)或石墨烯(Graphene))或多元(CNT和Graphene)纳米碳材料用作导电添加剂引入到常规活性炭电极中进行复合改性,以改善活性炭电极的导电性,从而提高其倍率性能及循环稳定性。通过扫描电镜(SEM)及氮气吸脱附测试(BET)对复合电极的微观形貌及孔径分布、比表面积进行分析并结合电化学测试手段(恒流充放电测试、循环伏安测试、交流阻抗测试、循环稳定性测试等)对复合电极的电化学性能进行全面分析研究,探究CNT及Graphene的比例调控、电极制备工艺等对复合电极理化性质和电化学性能的影响:1.对于两种纳米碳材料(CNT及Graphene),将其用作单元导电添加剂与常规能量型活性炭电极进行复合时,均能够显著地提高活性炭电极的导电性,并有效地改善其倍率性能;在此基础上,将CNT和Graphene共同用作二元导电添加剂,能够进一步改善复合材料的倍率特性;2.将单元(CNT或Graphene)纳米碳与活性炭电极进行复合时,电极材料倍率的提升得益于纳米碳材料的引入改变了复合材料内部孔结构及孔径分布,使复合材料内部微孔比率降低、介孔比率增大、大孔比率提高,为电解质离子的快速迁移及传输提供便捷通道,从而降低材料内部阻抗,使得其倍率性能得以提高;3.将多元(CNT和Graphene)纳米碳与活性炭电极进行复合时,电极材料倍率性能在单元纳米碳复合电极的基础上再次提升,主要是得益于多元纳米碳对电极材料内部孔结构及孔分布的进一步改善,以及由导电炭黑Super P(SP)、CNT和Graphene共同构筑形成的更为高效的三维立体导电网络及三者之间协同效应的充分发挥;4.基于AC/SP/CNT及AC/SP/Graphene 比例分别为90/3/2和90/4/1时三元复合电极的电容器具备最佳的倍率性能和功率特性,在80A·g-1的电流密度下分别具有高达80.13%和79.84%的容量保持率,此时电容器能分别达到81.53 kWkg-1和79.2 kWkg-1的高比功率(基于单电极总质量计算),并保持了 11 Wh kg-]和10.01 Whkg-1的比能量,展现了优异的比能量-比功率特性。相应地,常规活性炭电极具备较差的倍率性能及比能量-比功率特性,70 Ag-1时的容量保持率仅有28.51%,比功率仅为46.72kWkg-1,比能量仅为1.71 Whkg-1;5.通过对复合电极的制备工艺、纳米碳材料的比例调控进行改进后,所制得的四元复合材料的倍率性能够进一步提高。基于AC/SP/CNT/Graphene 比例为90/1.25/2.75/1的四元复合电极的电容器具备最佳的倍率性能和功率特性,在80A g-1的电流密度下,其容量保持率高达87.29%,此时电容器能达到85.81 kWkg-1的超高比功率,并保持了 12.65 Wh kg-1的高比能量,展现了极佳的比能量-比功率特性;6.基于AC/SP/CNT/Graphene 比例为90/1.25/2.75/1的四元复合电极的电容器在10 Ag-1的电流密度下,经30000次循环后具有高达79.44%的容量保持率,较常规活性炭电极(65.94%)有极大的提高,显示出极佳的大电流循环稳定性。
其他文献
锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、工作电压高和无记忆效应等特点受到广大研究工作者的青睐,其中正极材料是决定锂离子电池电化学性能和成本的关键性因素。层状结构LiN
重金属水污染一直以来都是环境保护领域重要部分。重金属水污染会带来巨大的安全隐患,包括污染生态环境以及危害人类健康;大量的重金属元素没有得到回收利用造成浪费。因此,
磁纳米粒子作为一种新型材料由于其磁化强度响应具有温度敏感性为进行非侵入式温度测量提供了全新的思路。本文结合磁偶极子磁场的空间分布规律,在磁纳米粒子的单点温度测量模型的基础上提出了磁纳米粒子二维平面上的温度测量模型,分析了各种因素对温度测量的影响,设计并搭建了一套磁纳米粒子温度测量系统,并进行实验验证了模型的可行性。论文首先介绍了磁纳米粒子的单点和二维温度测量模型。介绍了磁纳米粒子在激励磁场下的静态
人参(Panax ginseng C.A.Meyer.)是指五加科人参属草本植物的根或者根茎,明朝时期著名医学家、药物学家李时珍所著《本草纲目》有如下记载:人参易气生血、补五脏血脉;现代药
本文主要研究了热带海温对华南前、后汛期降水的影响,并基于CMIP5中31个耦合模式的historical实验分析了它们对华南降水的模拟能力。主要得到以下结论:(1)由于东亚夏季风雨带的北跳,华南前汛期(五、六月;MJ)与后汛期(七、八月;JA)降水异常的变化特征有很大的不同,它们之间的相关系数甚至为负(-0.22)。(2)华南前汛期与后汛期降水异常对应的大尺度大气环流表现出相反的特征:当华南前汛期
多梳蛋白家族(PcG)是一类调控基因沉默的表观修饰蛋白,它们可以与其它蛋白形成多种复合物。常见的复合物有多梳抑制复合物I(PRC1),多梳抑制复合物II(PRC2)。哺乳动物中多种同
系统动力学是一门通过认识、解决系统问题的方法来研究信息反馈系统的学科。本课题将系统思考方法带入IT类项目管理应用研究中,通过系统动力学建模方法,研究影响项目成本和工
零差k(Homodyned-K,HK)分布是一种分析超声回波包络信号的通用统计模型,它的三个参数都具有不同的物理意义,适合用于组织定征。然而,现存的零差k分布参数估计方法都是基于求解统计特征方程,这会导致多解的问题,从而影响零差k分布参数的进一步应用。理论上,使用极大似然估计方法能够获得模型参数的唯一解。但是,极大似然估计方法必须基于统计模型的概率密度函数进行计算,而零差k分布的概率密度函数是一个
喷丸强化是常用的表面处理方法之一,广泛应用于汽车、航空航天、石油等行业。零件经喷丸强化后,可在表面形成残余压应力层,表层位错密度提高,晶粒细化,疲劳强度和疲劳寿命会有明显的改善。本文结合有限元仿真与喷丸试验,针对34CrNiMo6钢对比了复合喷丸与单次喷丸在残余应力、表面粗糙度、残余奥氏体含量等方面的不同,并对复合喷丸中喷丸强度对最终残余应力场分布的影响进行了系统分析,对建立真实工件形状的仿真模型
文化自信是支撑中华民族从现在走向未来的重要精神支柱,新时代的大学生是实现中华民族伟大复兴的主力军,他们是否具有高度的文化自信将直接影响中国梦的实现。当前,受西方文化渗透、不良文化思潮的影响,一些大学生出现了文化迷失、崇洋媚外的问题,这极不利于个人和国家的发展。因此,新时代必须加强文化自信教育,引导大学生树立高度的文化自信,这是高校思政课的内在使命,更是时代所需。本文从高校思政课角度,对大学生文化自