基于紙纖維基全固態(tài)柔性超級(jí)電容器的設(shè)計(jì)、組裝與性能研究.pdf

1、為了滿足日益增長(zhǎng)的柔性、可穿戴式電子產(chǎn)品的需求，富有低成本、輕量化、可彎曲以及環(huán)境友好型等特點(diǎn)的便攜式能源儲(chǔ)存設(shè)備得到越來(lái)越多的研究。柔性超級(jí)電容器作為一種新型的儲(chǔ)能器件，因其具有超高的功率密度和能量密度、充放電時(shí)間快、使用壽命長(zhǎng)、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)有望在下一代便攜式電子產(chǎn)品中發(fā)揮出巨大的應(yīng)用價(jià)值。目前的柔性基底材料的選擇主要有為金屬、聚合物、紡織布和紙基等，相對(duì)于其他基底材料，紙纖維不僅僅具有很好的柔性，同時(shí)其粗糙的表面積、多孔性、良

2、好的潤(rùn)濕性以及環(huán)境無(wú)害化等特點(diǎn)都使得其有望成為一種理想的柔性基底材料。
　　在本文中，首先通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱法和電沉積法制備了紙纖維基/還原氧化石墨烯/聚苯胺復(fù)合電極，其比電容在0.8Ag-1時(shí)高達(dá)587 F g-1，在5000次循環(huán)后比電容和庫(kù)倫效率基本沒(méi)有損耗。此外還設(shè)計(jì)了一種以戊二醛交聯(lián)的聚乙烯醇/稀硫酸同時(shí)作為電解液、隔膜和封裝材料的一體式封裝形式。在組裝后的非對(duì)稱器件的均表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性能。
　　另一方面

3、，還以處理后的廢紙為柔性基底，結(jié)合石墨烯和二氧化錳活性物質(zhì)，制備了一種低成本、可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境友好型的復(fù)合電極材料，該復(fù)合電極在0.8 A g-1時(shí)的比電容約為410 F g-1，且5000的循環(huán)測(cè)試后的比電容約為93％。在對(duì)稱組裝后的器件測(cè)試中，在功率密度為400 W kg-1時(shí)其能量密度高達(dá)19.6 Wh kg-1，且在彎曲狀態(tài)下的循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明該復(fù)合電極具有很好的機(jī)械穩(wěn)定性。因此，本論文的研究工作表明了紙纖維作為柔性超級(jí)電