MOF/生物质炭纳米纤维复合薄膜的制备及其在柔性电容的应用研究
- 绪论
1.1背景及研究的目的和意义
随着环境和能源问题的日益加剧，人们对能量储存装置的需求也越来越大。超级电容器作为一种重要的能量器件，具有充放电速度快、功率密度大、循环寿命长、绿色环保等优点，已被广泛应用于新能源电动汽车便携式电子设备、相机闪光装置、后备电源等领域。对电极材料的研究一直以来都是超级电容器领域的研究热点。传统的电极材料如碳基材料、金属氧化物、导电聚合物等，存在能量密度低、导电性差、循环寿命不长等缺点，难以满足超级电容器大规模商业化应用的需求。因而，研制新型高性能的超级电容器电极材料是很必要的。碳材料是目前超级电容器领域应用最广泛的材料之一，而生物质作为一种来源丰富、廉价易得、无毒无污染的可再生资源,为多孔碳材料的制备提供了充足的原料。研究发现金属有机框架（MOF）有巨大的孔隙率和比表面积具有制备高电容的超级电容器的潜力。因此本综述将MOF与木质素制备的碳纳米纤维静电纺丝成膜用于研究更优异的更高效的复合柔性超级电容器。
2.国内外同类研究概况
2.1超级电容器
2.1.1 超级电容器的原理及分类
超级电容器作为一种储能装置，依据其原理的不同，可分为两类:双电层超级电容器和法拉第赝电容超级电容器。其中，双电层超级电容器主要采用碳材料作为电极材料。碳材料的电极表面在电场下会有载流子的富集，正极附近聚集空位，负极附近富集电子，从而形成静电场吸引电解液中的带电离子。因此，在正负电极表面会形成由电极内部载流子和电解液中带电离子组成的双电层，从而产生电容效应。而法拉第赝电容超级电容器主要采用金属氧化物和导电高分子作为电极材料，通过电极材料表面及内层活性物质与电解液中带电粒子之间的可逆氧化还原反应，形成离子在电极上的吸脱附，产生类似于双电层效应的超级电容反应。
图1-1 （a）电化学双层电容(b)法拉第赝电容电荷储存示意图
2.1.2碳基超级电容器的发展
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