超级电容器电极材料及柔性器件的研究.pdf

分类号密级

注
UDC 1


学位论文

超级电容器电极材料及柔性器件研究
(题名和副题名)



陈俊
(作者姓名)



指导教师贾春阳教授
电子科技大学成都
(姓名、职称、单位名称)
申请学位级别硕士学科专业材料科学与工程
提交论文日期 论文答辩日期
学位授予单位和日期电子科技大学 2014 年 06 月 28 日
答辩委员会主席
评阅人


注 1:注明《国际十进分类法 UDC》的类号。
THE RESEARCH OF SUPERCAPACITOR
ELECTRODE MATERIALS AND FLEXIBLE
DEVICES





A Master Thesis Submitted to
University of Electronic Science and Technology of China






Major: Materials Science and Engineering
Author: Jun Chen
Advisor: Prof. Chunyang Jia
School: School of Microelectronics and Solid-state Electronics
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方
外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为
获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与
我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的
说明并表示谢意。

作者签名: 日期: 年月日



论文使用授权
本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文
的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,
允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全
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等复制手段保存、汇编学位论文。
(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)

作者签名: 导师签名:
日期: 年月
摘要
摘要
石油资源的消耗量日益增大以及汽车内燃机在燃烧石油时的尾气排放所引起
的环境污染,这些问题一直是人们关注的重点。为了解决这些问题,国内外研究
者一直致力于电动汽车以及混合动力电动汽车的开发,寻找出一种环境友好、充
电速度快、性能稳定的能量储存系统的需求也越来越迫切。超级电容器
(Supercapacitors),由于其高比容、环境友好、低成本、良好的循环性能以及迅速
的充电过程等特点,倍受研究者关注。
另外,随着便携式电子设备的快速发展,将微型电子设备运用到可穿戴设备或
者作为生物植入物的可行性越来越大。用柔性电子器件来替代传统的硬质电子器
件的重要性也愈加凸显,如何解决柔性电子设备的储能问题,是实现这些可能性
的重要因素之一。因此关于柔性超级电容器的研究也很重要,其中微型超级电容
器是近几年内柔性器件发展的一个重要方向。
本文对超级电容器电极材料和柔性器件做了如下研究:
(1)设计并制备了石墨烯/空心球状聚 3,4-乙烯二氧噻吩(b-PEDOT)/多壁
碳纳米管纳米复合材料。在多壁碳纳米管和 b-PEDOT 均匀分布在氧化石墨烯分散
液中的前提下,通过对氧化石墨烯进行还原得到该复合材料,并对其形貌和电容
性能进行了研究。恒电流充放电测试得出 A g-1 的电流密度下,其比电容达到
225 F g-1。
(2)设计并合成了一种名为氧化锰/b-PEDOT/多壁碳纳米管的复合材料,形貌
表征和电化学测试说明该复合材料具有良好的结构和电容性能,在 A g-1 的电流
密度下其比电容可以高达 270 F g-1。
(3)本论文设计并制备了一种新型低成本、简单易得、柔性的微型超级电容
器。其制备方法适用于各种粉末状电极材料,本论文中是基于氧化锰/b-PEDOT/
多壁碳纳米管复合材料的研究来进行测试说明的。该微型超级电容器在 2 A g-1 的
电流密度下测试其比电容可达 110 F g-1。

关键词:超级电容器,电极材料, 纳米复合材料,柔性器件,微型超级电容器
I
ABSTRACT
ABSTRACT
With the growing consumption of