活性電解質(zhì)增強(qiáng)超級(jí)電容器的自放電現(xiàn)象研究

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)廈門(mén)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下,獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫(xiě)作中參考其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表的研究成果,均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明,并符合法律規(guī)范和《廈門(mén)大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外,該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果,獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助,在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫(xiě)課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱(chēng),未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的,可以不作特別聲明。)聲明人(簽名):瞬翮盤(pán)式如牛年,月二D曰萬(wàn)方數(shù)據(jù)廈門(mén)大學(xué)學(xué)位論文著作權(quán)使用聲明IY2iUl7i3ilii4i2唑本人同意廈門(mén)大學(xué)根

2、據(jù)《中華人民共和國(guó)學(xué)位條例暫行實(shí)施辦法》等規(guī)定保留和使用此學(xué)位論文,并向主管部門(mén)或其指定機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文(包括紙質(zhì)版和電子版),允許學(xué)位論文進(jìn)入廈門(mén)大學(xué)圖書(shū)館及其數(shù)據(jù)庫(kù)被查閱、借閱。本人同意廈門(mén)大學(xué)將學(xué)位論文加入全國(guó)博士、碩士學(xué)位論文共建單位數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,將學(xué)位論文的標(biāo)題和摘要匯編出版,采用影印、縮印或者其它方式合理復(fù)制學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于:于)1.經(jīng)廈門(mén)大學(xué)保密委員會(huì)審查核定的保密學(xué)位論文,月日解密,解密后適用上述授權(quán)。2.不保密,適用上述授權(quán)。(請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)括號(hào)內(nèi)打,,v”或填上相應(yīng)內(nèi)容。保密學(xué)位論文應(yīng)是已經(jīng)廈門(mén)大學(xué)保密委員會(huì)審定過(guò)的學(xué)

3、位論文,未經(jīng)廈門(mén)大學(xué)保密委員會(huì)審定的學(xué)位論文均為公開(kāi)學(xué)位論文。此聲明欄不填寫(xiě)的,默認(rèn)為公開(kāi)學(xué)位論文,均適用上述授權(quán)。)聲明人(簽名):陘j兩芻N為t呤年多羈Ⅻ日年√萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要活性電解質(zhì)增強(qiáng)超級(jí)電容器(燦強(qiáng)SC)是指通過(guò)溶解在電解液中的氧化還原活性的物質(zhì)存儲(chǔ)電荷的一類(lèi)贗電容超級(jí)電容器。AEESC不僅能具有高比電容,和良好的速率性能,而且易于制造,因此在電儲(chǔ)能領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景。目前大部分研究工作都集中在提高AEESC的比電容、能量密度、功率密度上,忽略了其能量存儲(chǔ)能力,即自放電現(xiàn)象的研究。能量保存率是電容器在實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)重要性能指標(biāo),低能量

4、保存率(快速自放電)意味著器件存儲(chǔ)的電荷快速自發(fā)地耗散,從而嚴(yán)重限制器件的應(yīng)用范圍。在本文中,我們首先從理論和實(shí)驗(yàn)上系統(tǒng)地研究了AEESC的自放電機(jī)理,發(fā)現(xiàn)活性電解質(zhì)在兩電極問(wèn)的遷移是引起AEESC快速自放電的主要原因。據(jù)此,我們提出了兩種基本方案,用于解決該電容器快速自放電的問(wèn)題:(1)使用選擇性透過(guò)隔膜阻斷活性電解質(zhì)在器件中正負(fù)極之間的遷移:(2)使用可在充電過(guò)程中轉(zhuǎn)化為不溶物質(zhì)的活性電解質(zhì),消除活性電解質(zhì)電化學(xué)產(chǎn)物的遷移?;谏鲜鰞煞桨?,我們制備了使用離子交換膜作為隔膜的器件,并設(shè)計(jì)了利用硫酸銅作為活性電解質(zhì)的器件,成功解決了AEESC自放

5、電的問(wèn)題。遵循上述第一種方案,我們還提出了一種新型的聚合物活性電解質(zhì)增強(qiáng)超級(jí)電容器(PAEESC)。我們使用水溶性的磺化聚苯胺作為活性電解質(zhì),并使用較為廉價(jià)的再生纖維素半透膜作為體積選擇性隔膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明再生纖維素半透膜能阻斷大體積聚合物活性電解質(zhì)在電極之間的遷移,但不影響小體積的支持電解質(zhì)離子的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)這種方法,我們制備出了具有較高電容量和良好能量保存率的AEESC。關(guān)鍵詞:活性電解質(zhì);超級(jí)電容器:自放電萬(wàn)方數(shù)據(jù)AbstractActiveelectrolyreenhancedsupercapacitor(AEESC)isaspecialk

6、indofpseudocapacitorinwhichtheredoxactivematerialsprovidingthelargepseudocapacitanceisdissolvedinelectrolyte.AEESChavedistinguishedthemselvesaspromisingdevicesforelectricenergystorageduetotheirhighspecificcapacitanceandeasyfabricationprocess.However,theeffectsofactiveelectrol

7、yteontheself-discharging(SDC)processofAEESCshavelongbeenneglected.TherateofSDCistheindexoftheenergyretentionofapowerstoragedevice,andsupercapacitorswithfastSDCprocessareoflittlepracticaluseduetothequicklossofstoredenergy.Inthisthesis,theSDCprocessofAEESCwasinvestigatedsystema

8、tically.Wefoundthatthemigrationofactiveelectrolytebetweentwoelectrod

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