超级电容薄膜电极的电射流沉积及其性能研究

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1、＂‘‘＂Ｖ．ＤＡＬＩＡＮＵＮＥＲＳＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＶＩ硕士孝位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ超级电容薄膜电极的电射流沉积及其性能研究学科专业——ｉｏ械设ｉｔ及理论—一一作者姓名浩指导教师２０答辩日期＿１５＾Ｊ＿５硕士学位论文超级电容薄膜电极的电射流沉积及其性能研究Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｉｎｆｉｌｍｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｆｏｒ－ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｒｅｐａｒｅｄｂｙＥｅｔｄｅｐｏ

2、ｓｉｔｉｏｎｐｊ国家自然科学基金（Ｎｏ．５１２７５０７６）资助项目作者姓名：奎造学科：机械设计及理论、专业学号：２１２０４１３９指导教师：梁军生完成日期：２０１５年６月８日大遠理工大摩ａｎｎｖｅｒｏｆＴｅｃｈｎｏｏＤａｌｉＵｉｓｉｔｙｌｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请一学位或其他用途使用过的成果

3、。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。：遂ｋ学位论文题目￣。ｉＰ日：系浩曰期作者签名：ｌＳ年６月大连理工大学硕士学位论文摘要一、、超级电容器是种新型的储能装置，能量密度高循环稳定性好充放电速率快、环境友好，在通讯设备、航空航天、移动电子、交通设施等领域有重要应用前景。电极作为超级电容器的核心部件、能量储存的场所，其结构对超级电容器的性能具有重大的影响。本论文利用电射流沉积技术制备超级电容用石墨炼／聚苯胺薄膜电极，通过改变沉积参数

4、得到不同结构的薄膜电极。，并对电极性能进行对比研究本文介绍了电射流沉积试验平台、工作参数以及实验流程。用原位聚合法制备石墨稀／聚苯胺复合材料，并对其悬浮液的物理性质进行实验、分析，最终得到符合锥柱型电射流模式要求的纳米复合材料悬浮液。／在锥柱模式下，分别对石墨稀聚苯胺复合材料悬浮液进行了单层和薄膜的沉积成型试验。研究了不同沉积参数（电压、沉积高度和流量）对沉积颗粒粒径、颗粒分布以及薄膜结构的影响。结果表明，射流电压主要影响电射流沉积的工作模式，在锥柱射流模式下，射流电压对颗粒粒径，颗粒分布的影响较小；沉积高度和悬浮液流量则对沉积效

5、果有重要影响，降低流量和增加沉积高度，均可使沉积颗粒的粒径减小，且因单位面积沉积的颗粒数减少，所获得的薄膜结构也更为疏松，形成插层状的空间结构；反之，降低沉积高度或增加流量，沉积颗粒粒径增加，薄膜结构致密性相应增强。釆用电射流沉积工艺，通过改变沉积参数，获得不同孔隙结构的石墨稀／聚苯胺复合材料薄膜电极。用三电极体系分别对其进行循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电测试。３ｍｍ６ｍｍ实验结果表明，随着沉积高度的增加（从到），所获得的电极结构越疏松，电极活性面积、质量比电容相应提高。当沉积高度为６ｍｍ、４ｉｎｍ和３ｍｍ时，复合薄膜－＿＿ｉｉｉ电

6、极的比电容分别为＊＊＿２９６．２Ｆｇ、２８３．４Ｆｇ和２６３．１Ｆｇ。分别釆用电射流沉积和传统涂覆法制备的薄膜电极组装成超级电容器，对比研究了不同电极制备方法下超级电容器的性能。结果表明，电射流沉积法制备的超级电容器在－Ａ－＇＊ＳＯＯｍｇ的电流密度下比电容达到２２８Ｆｇ人经过１０００次的循环充放电后容量保留９２％，分别比传统涂覆方法提高了１１％和７％，表明电射流沉积法能够有效提高电极材料的比电容和循环寿命。关键词：超级电容器；电射流沉积；薄膜电极超级电弃薄膜电极的电射流沉积及其性能研究Ｐｒｅａｒａｔｉｏｎａｎｄｅｒｆ

7、ｏｒｍａｎｃｅｓｔｕｄｏｆｔｈｉｎｆｉｌｍｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｆｏｒｐｐｙｕｅｒｃａａｃ－ｓｐｐｉｔｏｒｒｅａｒｅｄｂＥｅｔｄｅｏｓｉｔｉｏｎｐｐｙｊｐＡｂｓｔｒａｃｔＡｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｄｅｖｉｃｅ，ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓｈａｖｅａｇｒｅａｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎａｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｓｕｃｈａｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｅｕｉｍｅｎｔａｅｒｏａｃｅｍｏｂｉｌｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄｐｐｑｐ，ｓｐ，ｔｒａｎｓｏ

8、ｒｔａｔｉｏｎｆａｃｉ