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毕业论文网 > 开题报告 > 理工学类 > 应用物理 > 正文

不同碳材料作为超级电容器电极材料的研究开题报告

 2020-06-07 09:06  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

文献综述

helmholtz于174年提出了这样一个模型【[1]】,两个负荷相反电荷的平行面,一个是在金属表面,另一个则是在溶液一边,就像平行板一样,而且两个表面的距离仅在数微米,就构成了一个金属/溶液界面模型。而且普遍让人接受的一个概念是这两种材料的边界存在双电极控制吸附现象,从而影响电荷传递反应的速率。而当在这个模型中引入一个具有特别大的活性表面的新材料,比如特别处理过的碳、一些过渡金属氧化物、电合成导电聚合物时,其电化学性能将发生巨大而良性的变化,根据上述现象所开发出的电容器就被称为”超级电容器”。 它具有大电容量,可大电流快速充放电和高循环使用寿命等优点。这样一种优秀的新材料器件必然是世界工业生产中的一个焦点,比如超级电容器在电动汽车领域中的开发应用已引起全世界范围的广泛重视【[2]】。传统动力电池在高功率输出、快速充电、宽温度范围使用以及寿命等性能方面存在一定的局限性, 甚至滥用条件下工作可能还会显著降低电池的寿命。而相比之下, 超级电容器则具有比功率高(大于1 kw/ kg , 甚至达每千克几十千瓦)、寿命长(10 万次以上)、使用温度宽(-40 ℃~ 60 ℃)及充电迅速(小于3 min)等优异特性, 能较好地满足电动车, 特别是混合动力型电动车在启动、加速、爬坡时对功率的要求, 若与动力电池配合使用, 则可充当大电流或能量缓冲区, 减少大电流充放电对电池的伤害, 延长电池的使用寿命, 同时还能较好地通过再生制动系统将瞬间能量回收于超级电容器中, 提高能量利用率。当然不仅仅在汽车领域,在移动通讯、交通工具和国防工业等领域超级电容器也有广泛的应用,因此各国纷纷制定出电化学电容器的发展计划并将其列为国家重点战略研究对象。

在如何获得高性能的超级电容器的研究中,最核心的课题是开发

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题要研究和解决的问题是不同的碳材料,尤其是活性炭等新型材料,是否适合用于制成超级电容器的电极,通过测试验证采用这些材料制成的电极能不能表现出优秀的电化学性能和稳定性。

研究手段包括活性炭材料的以及电极的制备,后续的使用X光谱、循环伏安法进行各项性能检测。

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