全文总字数:8778字
文献综述
一、引言超级电容器即电化学电容器,是近年来发展起来的介于蓄电池和传统静电电容器之间的一种新型储能器件,能快速提供比电池更高的功率密度和比传统电容器更高的能量密度,是近年来相关领域的一个研究热点。
超级电容器由于具有充放电速度快、容量高和环保无污染等优点,在混合电动车、计算机、移动通讯和国防科技等领域具有广阔的应用和发展前景。
根据储能机理的不同,可将超级电容器分为双电层电容器( Electrical double-layer capacitor, EDLC)和氧化还原电容器( Pseudocapaci-tance)两类。
前者是利用电极和电解质之间形成的界面双电层电容来存储能量;后者则利用高度可逆的化学吸附/脱附和氧化还原反应来储存能量,产生的比电容远高于双电层电容。
电极材料是决定超级电容器性能的核心因素之一。
常用的电极材料主要有碳材料、过渡金属氧化物材料和导电聚合物材料等,其中碳材料是双电层电容器的主要电极材料,而金属氧化物和导电聚合物主要用于氧化还原电容器、碳材料具有导热和导电性能优良、密度低、抗化学腐蚀性能好、比表面积大和循环稳定性好等优点,但其电容量不高,过渡金属氧化物,如RuO2,在电极与溶液界面反应所产生的法拉第电容远大于碳材料的双电层电容;导电聚合物,如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等,通过电极上聚合物中发生快速可逆的P或N元素掺杂和去掺杂氧化还原反应,使聚合物达到很高的储存电荷密度,从而产生很高的法拉第准电容,达到储能目的,在常用的导电聚合物中,聚苯胺的理论比电容相对较大,导电性和氧化还原性较好,并且其单体来源广泛,价格低廉,制备方法简便,具有潜在的应用价值,聚苯胺已成为目前超级电容器电极材料研究的热点之一。
导电聚合物电极材料的最大缺点是循环性能较差,通过将导电聚合物与其它纳米结构材料进行复合可以有效提高其循环稳定性,目前主要是将导电聚合物与碳纳米管、介孔碳和石墨烯等碳材料利用化学和电化学方法进行复合。
而聚苯胺纳米纤维不但具有聚苯胺的成本低廉、合成简单、电导率可调和环境友好等优点,还可以很好地体现一维纳米材料的高长径比、高比表面积和孔隙率等特点,对于开发高性能的电极材料和推动超级电容器的发展具有深远意义。
作为聚苯胺的本质形貌,纳米纤维的合成已得到众多研究,但由于化学反应迅速、聚合机理复杂,聚苯胺纳米纤维的形貌控制仍然是一项重要的挑战。
以上是毕业论文文献综述,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。