基于碳纤维布的系列可穿戴柔性超级电容器.doc

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本文介绍了一种基于碳纤维布的系列可穿戴柔性超级电容器的设计与开发。该系列储能器件选用商用高导电性活性碳纤维布作为基底材料,通过电化学活化和化学气相沉积法等方式提升电化学性能,或复合电化学活性材料作为电极材料,再使用凝胶电解质组装成柔性全固态储能器件。该系列器件拥有优异的机械柔韧性、高倍率性能和优越的循环性能,适合不同场合应用。详细介绍了三种类型的柔性超级电容器:S1型通过电化学活化提高碳纤维布的电化学容量;S2型采用纳米镍颗粒/多壁碳纳米管作为对称型电极材料,具备优秀的倍率性能和机械柔韧性;S3型则通过过渡金属氧化物包覆多壁碳纳米管作为非对称型电极,实现了高比容量和稳定的工作电压。所有器件均显示出优良的电化学性能和广泛的潜在应用领域,包括但不限于智能可穿戴设备、医疗健康、物联网和军事等。该系列柔性超级电容器的研发成功,为未来便携式能源储存系统的发展提供了新的思路和技术支持。

关键要点

  1. 研究团队开发了一种新型的柔性全固态储能器件,包括三种不同类型的超级电容器。

  2. 设备采用了商用高导电性活性碳纤维布作为基底材料,并使用电化学活化和化学气相沉积法提高碳布电化学性能。

  3. 设备还使用了多种活性材料作为电极材料,并使用凝胶电解质组装成柔性全固态储能器件。

  4. 设备具有优异的机械柔韧性和稳定性,适用于特殊领域的应用需求。

  5. 设备的研制过程中涉及多种化学气相沉积法、电化学极化和高温煅烧等物理化学方法,以提高电极比表面积和电导率。

基于碳布的柔性超级电容器及其应用

这一章节介绍了一款基于碳布的柔性超级电容器的设计和制造方法。该电容器采用了商用高导电性活性碳纤维布作为基底材料,并通过电化学活化和化学气相沉积法等物理化学方法提高碳布电化学性能,或复合电化学活性材料作为柔性超级电容器的电极材料,再使用凝胶电解质组装成柔性全固态储能器件。该系列储能器件具有优异的机械柔韧性、倍率性能高、循环性能优越,并各有特色,适用于不同的场合。其中,器件S1利用氧化还原反应的原理对碳纤维布的表面进行活化,提高碳材料比表面积,增大电极容量。该电容器能够应用于各类电子设备,主要应用产品于智能可穿戴设备。

基于碳纳米管的柔性超级电容器设计与性能研究

这一章节主要介绍了如何通过电化学极化和高温煅烧法制备出具有良好电化学性能的超级电容器,并重点讨论了两种不同的电极材料——活性碳纤维和碳纳米管的应用及其优缺点。此外,文中还详细描述了器件S2的制作方法、性能参数以及应用场景,为我们深入理解超级电容器的工作原理和应用提供了很好的参考。

新型全赝电容超级电容器的设计与性能研究

这一章节介绍了一种新型的超级电容器,它采用了全赝电容设计,具有比对称型碳基超级电容器更高的比容量和能量密度。电容器的正负极均采用了多壁碳纳米管作为基底,分别包覆了镍和铁的氧化物作为赝电容材料。这种电容器具有优异的倍率性能和循环性能,可以在短时间内充满电并长时间保持电量。此外,该电容器还具有较高的功率密度和机械稳定性,适用于智能可穿戴设备等领域。

新型超级电容器设计及其性能研究

这一章节主要介绍了一种新型的超级电容器负极材料——碳布基底上氧化铁/多壁碳纳米管电极。通过实验数据分析,该电极具有较大的比容量和较好的倍率性能,能够快速完成充电和放电过程,且不会破坏活性材料结构。此外,该电极采用了先进的电极结构,包括过渡金属氧化物包覆在填充碳布空间的多壁碳纳米管表面以及碳纳米管和碳布纤维基底相互接触交联形成的蓬松结构,这些结构能够提高反应的界面,加速氧化还原反应的发生。最后,作者还介绍了如何将该电极与碱性固态凝胶电解质组装成超级电容器,并对其性能进行了测试,证明该超级电容器具有稳定的电压工作平台、较好的倍率性能和循环性能,具有广泛的应用前景。