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1、1,氧化还原活性凝胶聚合物电解质及鸡蛋膜在超级电容器中的应用,导师：xxx 教授,答辩：xxx,2012-05-18,结论与展望,选题依据,毕业论文答辩,内容概要,实验及结果讨论,致谢,毕业论文答辩,选题背景,毕业论文答辩,1.1 超级电容器的性能对比,毕业论文答辩,1.2 超级电容器的结构,毕业论文答辩,双电层 电容器,杂化型 电容器,法拉第 赝电容器,超级 电容器,1.3 超级电容器的原理,高比表面积，静电双电层存储能量,可逆的掺杂|去掺杂、欠电位吸附|脱附、快速的氧化还原过程存储能量,前两者的混合存储,毕业论文答辩,1.4 超级电容器的技术指标,通过OCV测试确定,通过GCD测试确定,1
2、.1.3.1电极比电容,1.1.3.2 能量密度,1.1.3.3 功率密度,1.1.3.4 等效串联电阻,1.1.3.5 库伦效率,1.1.3.6 弛豫时间,1.1.3.7 开路电压,1.1.3.8 循环稳定性,毕业论文答辩,1.5 课题提出及创新点,能量密度低，现有工艺难以解决,安全 高效 绿色,工艺复杂、价格高，原料有限,热稳定,相容性,机械性,绿色天然等,为体系带来额外的赝电容,提高性能,生物膜 (鸡蛋膜),隔膜 材料,凝胶 电解质,氧化还原活性掺杂,9,1.6 本课题的研究内容,毕业论文答辩,毕业论文答辩,2. 碘化钾掺杂PVA-KOH凝胶聚合物电解质在超级电容器中的应用,超级电容器的
3、性能表征,毕业论文答辩,2.3 结果与讨论,12.73 mS cm1,图 2.2 KI掺杂量与电解质电导率变化关系,毕业论文答辩,2.3.2 CVs测试分析,正电极上:,负电极上:,图 2.3超级电容(PVA-KOH 和 PVA-KOH-KI) 的CV曲线图,毕业论文答辩,图 2.3超级电容(PVA-KOH 和 PVA-KOH-KI)的GCD图及参数表,2.3.3 GCD测试分析,74.28%,毕业论文答辩,2.3.4 EIS测试分析,图 2.6 超级电容器在不同偏电压下的EIS图及参数表,毕业论文答辩,2.3.4 EIS测试分析,fk , k, k= 12.35 S,图 2.7 (A) 超级
4、电容器的虚部值与频率变化图；(B) 超级电容器的实部值与频率变化图,毕业论文答辩,2.3.5 自放电及稳定性,OCV：0.32 V,4.24%16.03%,图 2.8 超级电容器的开路电压及比电容变化,毕业论文答辩,3. 对苯二酚掺杂PVA-H2SO4凝胶聚合物电解质在超级电容器中的应用,超级电容器的性能表征,毕业论文答辩,3.3结果与讨论,34.8 ms cm 1,图 3.1 不同PB掺杂量与电解质电导率变化关系,毕业论文答辩,3.3.2 CVs测试分析,图3.3 超级电容器(PVA-H2SO4和PVA-H2SO4-PB)的CV曲线,毕业论文答辩,3.3.3 GCD测试分析,ESR：8.64
5、 2.45 cm2,图3.7 不用电压区间超级电容器GCD图,毕业论文答辩,3.3.3 GCD测试分析,129.29 474.29 F g1,14.30 Wh kg1,图3.8超级电容器Cs，E及P变化曲线,97.18%,毕业论文答辩,3.3.4 EIS测试分析,Ri (0.60 cm2) Rct (1.67 cm2),图3.10 (A) 超级电容器的EIS图， (B) 不同偏电压下超级电容器的EIS图,V，Rct ,毕业论文答辩,3.3.5 循环性能分析,90.77%,图3.11 超级电容器的Cs变化图,毕业论文答辩,4. 鸡蛋膜作为电极隔膜在超级电容器中的应用,超级电容器的性能表征,毕业论
6、文答辩,4.3结果与讨论,图4.1 ESM在不同倍率时的SEM图片,毕业论文答辩,4.3.2 ESM热稳定性分析,BDT: 215 oC,图 4.2 ESM的热重曲线图0,毕业论文答辩,4.3.3 ESM与PP机械性能分析,图 4.3 ESM的压力-拉伸曲线,断裂压力:6.59 Mpa拉伸率:6.98 %,毕业论文答辩,4.3.4 ESM与PP吸胀性能分析,吸水率为10%,吸水膨胀率为8%,图4.4 ESM和PP吸胀系数变化曲线图,毕业论文答辩,4.3.5 电化学性能测试分析 4.3.5.1 CVs测试分析,图 4.6 超级电容器(ESM和PP膜)CVs对比图,毕业论文答辩,4.3.5.2 G
7、CD测试分析,0.30 0.02 V,对称性好，90%,图 4.7 (A)超级电容器(ESM)的GCD图，(B) 超级电容器(ESM和PP膜)的GCD图,毕业论文答辩,4.3.5.3 EIS测试分析,Ri (0.32 cm2) Rct (3.24 cm2),fk , k: 4.76 S,图 4.8 超级电容器(ESM和PP膜)的EIS图,图 4.9超级电容器(ESM)的C”与f关系图,毕业论文答辩,4.3.5.4 循环稳定性分析,92%,图 4.10 超级电容器的Cs变化图,毕业论文答辩,总结,新电解质体系下，超级电容器是一种基于双电层电容和法拉第赝电容的新型杂化型能量存储装置。,以鸡蛋膜为隔
8、膜的超级电容器表现出色的性能(ESR、P、Cycle等)，此方法为探索、开发天然生物膜材料的应用提供了一定的参考。,新型氧化还原活性凝胶电解质(PVA-KOH-KI和PVA-H2SO4-PB)都能非常有效地提高碳基超级电容器性能(C、E、P、Cycle等)。,毕业论文答辩,发表论文及专利,The Journal of Physical Chemistry C.(Revision, SCI, IF: 4.52) Journal of Power Sources, 2012, 198, 402-407 (SCI, IF: 4.28) Journal of Power Sources, 2012,
9、206, 463-468 (SCI, IF: 4.28) Electrochimica Acta, 2011, 56, 6881-6886. (SCI, IF: 3.63) SCIENTIA SINICA Chimica, (Accepted, SCI, IF: 1.04) RSC Advances (SCI, accepted) ChemPhyChem (submitted) 中国科学: 化学 (接收, SCI, 1.04) 厦门大学学报(自然科学版), 2011, 50, 109-112. 专利申请号: 201110273323. 专利申请号: 201110121724.,35,总导演 导师 特约顾问 答辩主席 技术顾问 课题组老师 技术支持 师兄、同学、师姐。 支持单位,致谢,环境友好功能材料教育部工程研究中心,华侨大学材料物理化学研究所,厦门大学,国立华侨大学,36,