导读:本文包含了自支撑薄膜论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:flexible,supercapacitors,volumetric,capacitance,two-dimensional,nanosheets,vanadium,pentoxide
自支撑薄膜论文文献综述
郭凯,李一举,李冲,喻能,李会巧[1]（2019）在《高密度层状自支撑V_2O_5·nH_2O/CNTs一维二维复合薄膜用于高体积容量柔性超级电容器（英文）》一文中研究指出柔性超级电容器是一种引人注目的可穿戴设备的储能器件,但是其较低的体积能量密度限制了其应用.二维非碳基纳米材料是目前制备高体积容量超级电容器最有前景的电极材料.然而二维赝电容纳米材料导电性差且容易自发紧密堆迭,难以表现出理想的电化学性能.本论文通过简单规模化的方法制备了大尺寸的V_2O_5·nH_2O超薄纳米片,并与一维碳纳米管复合制备成高密度的层状薄膜.当碳纳米管的质量分数达到10%时,复合薄膜中发生电荷渗透效应导致电子导电性大幅提升,同时V_2O_5·nH_2O超薄纳米片被碳纳米管高效率分散,且复合薄膜依然具有高密度,因此这种自支撑的薄膜表现出高达521.0 F cm~(-3)的体积比容量.基于复合薄膜制备的全固态柔性超级电容器拥有高达17.4 W h L~(-1)的体积能量密度.(本文来源于《Science China Materials》期刊2019年07期）
张亚婷,张凯博,贾凯丽,贺新福,刘国阳[2]（2019）在《柔性自支撑PDDA-Si/G纳米复合薄膜的制备及储锂性能》一文中研究指出通过静电自组装技术成功制备得到柔性自支撑聚二烯二甲基氯化铵-Si/石墨烯(PDDA-Si/G)纳米复合薄膜。该复合薄膜无添加黏结剂及导电炭黑且仍能保持电极结构的完整性,其中石墨烯提供完整的导电网络和机械韧性。电化学测试结果表明,当电流密度为0.2 A/g,复合材料的比容量可达1439.9 (mA·h)/g,库仑效率保持98%以上。且在高电流密度(2 A/g)下,复合材料的比容量仍可维持在499.9 (mA·h)/g,远高于商品化纯Si电极的电化学性能。(本文来源于《化工学报》期刊2019年03期）
卢斌[3]（2018）在《柔性锂离子电池自支撑阵列薄膜电极材料的制备及其结构与性能》一文中研究指出获得具有优良电化学性能和机械力作用下性能稳定性的柔性电极,是柔性锂离子电池的关键所在,对于推动柔性薄膜电子器件发展有重要意义。过渡金属氧族化合物(如Mn_3O_4、MoS_2等)虽具有理论比容量高、成本低等优势,但也存在着嵌脱锂过程中体积变化引起的结构衰退和电子导电率不足等劣势。本文利用模板辅助组装法,以不锈钢箔、Ti箔、碳布等为基底,先制备阵列化的一维纳米棒/管为模板,籍此,合成了结构稳定、电化学性能优异且和基底结合力良好的自支撑管阵列薄膜负极,包括管阵列Mn_3O_4@C负极和管阵列MoS_2基负极。同时,本文利用水热锂化和低温热处理法在碳布基底上制备了性能优良的自支撑锰酸锂正极,避免了传统固相锂化法中高温对碳基柔性基底力学性能的损害。在此基础上,将自支撑Mn_3O_4@C负极和自支撑锰酸锂正极组装成扣式和软包全锰电池,分析了扣式和软包全电池的能量密度水平,以及软包电池在弯折条件下测试对其电化学性能的影响。首先,通过低温化学法分别在金属箔和碳布基底上沉积了形态较佳的ZnO纳米棒阵列作为自牺牲模板。超声和弯折试验前后的电阻值变化曲线结果表明,不锈钢箔和碳布上的ZnO薄膜和基底之间都具有较好的结合力。其次,以不锈钢上的ZnO纳米棒阵列为自牺牲模板,通过模板辅助自组装和CVD法,合成了自支撑的Mn_3O_4@C复合管阵列薄膜。该管阵列薄膜内部空隙充足、结构稳定性好、离子和电子电导率高,且和基底之间具有良好的结合力,表现出优异的储锂电化学性能。适当提高该薄膜的负载量(从0.25到0.48 mg cm~(-2)),虽然管内径缩小、壳层厚度增加、锂离子扩散速率略微减小,但仍能保持较好的电化学性能和结构稳定性。将该管阵列薄膜负极和商用LiCoO_2正极组装成扣式全电池,首次放电过程的能量密度值(在46.0 W kg~(-1)下为216.2 Wh kg~(-1))已经接近目前商业化钴酸锂石墨体系的最高水平。再次,为了获得更高性能的柔性薄膜负极,选择电子和离子电导率更高的MoS_2作为研究对象。同样采用模板(CSTAs)辅助自组装法,制备了自支撑的CSTAs@MoS_2 NTAs和CSTAs@MoS_2@PPy SNTAs两种管阵列薄膜。两种管阵列都大面积、均匀地排列在不锈钢基底上,且和基底间良好结合。相比之下,SNTAs中的纳米管比NTAs中的内径更大而管壳层更薄。两种薄膜中的MoS_2纳米晶尺寸均小于20nm,且都良好分散在导电CSTAs壳层中。两种MoS_2基管阵列负极均具有较好的嵌锂性能。这一方面得益于它们内部较大的空隙和导电骨架,另一方面由于MoS_2纳米晶粒尺寸小,使得脱锂过程中Li_2S和Mo之间的转换反应可逆,从而减少导电性差且易溶于电解液的S_n~(2-)的形成。另外,得益于PPy在MoS_2薄片表面的原位包覆,SNTAs负极比NTAs负极具有更高的结构稳定性和电子导电率。因此,SNTAs负极比NTAs负极具有更高的储锂和储钠比容量,以及更好的循环稳定性和倍率性能。进一步地,SNTAs||LiCoO_2锂离子全电池首个放电循环的能量密度值(197.5 Wh kg~(-1))已达到目前商业化的LiCoO_2和石墨体系的中高等水平,而SNTAs||Na_3V_2(PO_4)_3钠离子全电池的能量密度值(97.6 Wh kg~(-1))和一般过渡金属硫化物相比,也具有明显优势。最后,为了制备柔性全锰锂离子电池,通过水热锂化和低温热处理法,在保持碳布力学性能的前提下,合成了结晶性和性能良好的锰酸锂薄膜正极。反应温度工艺探索结果表明,热处理温度越高,得到的锰酸锂结晶性越好且平均晶粒尺寸越大,但超过一定温度时(450°C),会破坏碳布的力学性能。不同热处理温度下的锰酸锂正极性能对比表明,热处理温度越高,Li~+嵌入越容易、极化越小、阻抗越低且循环稳定性越好。进一步将性能最优的锰酸锂正极(CC-Li_(1.24)Mn_(1.72)O_4-c450)和Mn_3O_4@C负极组装成扣式全锰电池,首个放电过程的能量密度值(161.1 Wh kg~(-1))尽管和钴酸锂石墨体系相比不占优势,但该全锰电池的成本更低且更环保。而用同样正负极组装成的软包全锰电池中,由于其中高比表面积的负极在全电池循环中对正极有效锂的消耗,使该软包电池的比容量值和容量保持率均比对应扣式电池中低。但该软包电池能满足柔性薄膜电子器件弯折条件下的充放电需求。另外还通过水热锂化法制备了CSTAs@Li_(1-x)Mn_2O_4阵列薄膜正极,其结构设计策略对制备其它一维正极材料具有一定的借鉴意义。(本文来源于《华南理工大学》期刊2018-10-12）
马艳,林振,贾秋荣,高志杰[4]（2018）在《硅/石墨烯基自支撑薄膜的制备及电化学性能》一文中研究指出采用简单的超声、抽滤和水合肼化学还原相结合的方法制备硅/石墨烯基自支撑薄膜,系统研究了硅含量对硅/石墨烯复合材料电化学性能的影响。结果表明:通过在石墨烯水凝胶的片层之间插入纳米硅颗粒,可以有效地控制硅体积变化,增加该复合膜的机械强度并提高其导电性。提高硅/石墨烯复合材料中硅含量的比例可以提升其可逆比容量和首次库仑效率,当硅质量分数为53%时,复合膜在0.1C倍率下的可逆比容量及首次库仑效率分别达到945.6mA·h/g和64.8%(纯硅的229倍和9倍);继续提高硅含量的比例,可以提升其循环寿命(循环50次容量保持率60.9%、质量分数为67%的Si),但材料比容量有所下降,说明石墨烯在稳定硅基复合材料电化学性能方面发挥着非常重要作用。(本文来源于《化工进展》期刊2018年10期）
韩微[5]（2018）在《基于聚乳酸/壳聚糖的可降解自支撑薄膜制备及其性能研究》一文中研究指出日益严峻的白色污染迫使人们减少对石油基原料的塑料产品的依赖,促使人们对可降解材料的进一步研究及应用。聚乳酸(PLA)作为一种最有能力替代石油基塑料的可降解材料,具有良好的生物相容性、生物无毒性与特有的透明度,但是它的疏水性和难控制的降解周期限制了其应用范围。本文通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了一系列基于聚乳酸/壳聚糖(PLA/CS)的可降解自支撑薄膜,并对该膜进行了适当的参数优化和表面修饰,探究了复合膜的降解性能等。主要工作内容如下:1)通过比较不同方法和溶剂-非溶剂体系制膜过程的难易程度、膜的透明度与亲疏水性,确定了将NIPS方法和氯仿/DMF-水体系结合起来是基于PLA/CS的可降解自支撑薄膜的最优制备体系。得到的具有抗菌性能的PLA/CS多孔薄膜与纯PLA膜相比,透明度基本不变,对可见光的透过率达到95%以上;亲水性提高,与水的接触角大约由80°减小至72°;体外降解速率加快,降解12周后的失重率大约由17%提高到24%。2)随着CS溶液在PLA和CS共混溶液中所占体积比例的增加,PLA/CS复合膜的孔径先减小后增加,同时该膜的体外降解速率与孔径呈正相关关系,孔径越大,降解速率越快。其中当PLA溶液与CS溶液的共混比例为6/1(V/V)时,复合膜的孔径最小,水解速率最慢。另外,CS在该膜的抗菌过程中起主要作用。CS含量越高,抗菌率越高。此外,用嵌段共聚物F127修饰后的PLA/CS复合膜的孔径分布均匀性明显提高,但其透明度明显下降了30%。用等离子体处理方法修饰后的PLA/CS复合膜的体外降解速率加快了将近18%,抗菌性能明显提高。3)为了促使PLA/CS复合膜在可见光下降解,在复合膜中添加二硫化钼(MoS_2)纳米粒子。当可见光照射后,MoS_2吸收光能产生自由基,将能量传递给复合膜,促进PLA/CS/MoS_2复合膜在可见光下能够被光催化降解。同时该光降解过程可以通过控制MoS_2的含量实现降解速率可控,从而使该材料发展成为一种新的光—生物双降解材料。当MoS_2含量为10%(W/W)时,该复合膜的光降解失重率最高,光照8天后的失重率高达22%左右。以上结果表明,本论文制备的基于PLA/CS的复合膜集自支撑、高透度、可降解和抗菌性四者于一体,能大面积制备,降解速度可控,是一种优良的生物医学材料和包装材料。(本文来源于《东南大学》期刊2018-06-01）
李恒[6]（2017）在《自支撑AlN薄膜的制备及其性质研究》一文中研究指出近年,来可穿戴健康设备的出现和普及,不仅对于半导体器件的面积、功耗、可靠性等参数提出了越来越高要求,而且对于传感器的功能性也提出了越来越丰富的需求。Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体材料AlN禁带宽度高达6.2 eV,对应波长为200nm的深紫外,同时还具有较高的压电系数、无机物中最高的声表面波速、良好的导热率和化学稳定性等特性,有望用于紫外线探测器、压电探测器、和声表面波器件等柔性电子器件的制备。柔性电子器件的制备必须基于柔性半导体材料,而柔性半导体材料的获得主要通过两种方式:一种是直接在柔性衬底上外延生长半导体材料,另一种则是先在刚性衬底上生长,再通过衬底剥离技术获得自支撑的薄膜,最终转移到柔性衬底上。这种通过剥离和转移获得柔性材料的方式,由于不需要考虑薄膜与衬底间晶格失配的问题,而受到了更多专家学者的青睐。因此,本论文针对上述需求,以获得自支撑的AlN薄膜为目标,探索其制备方法及其性质和应用。为了获得用于柔性器件的自支撑薄膜,首先必须在晶格匹配较好的衬底上外延高质量的AlN。目前用于制备AlN薄膜的方法主要有:反应磁控溅射、金属-有机化合物化学气相沉淀、脉冲激光沉积和分子束外延。参考上述方案各自的优势和不足,本文选择了可以方便地制备多层复合薄膜的脉冲激光沉积,为下一步的通过化学腐蚀获得自支撑AlN薄膜做准备。为了探索脉冲激光沉积制备单晶AlN(002)的生长条件,首先选择了晶格失配度较低的MgO(111)衬底,在不同衬底温度、不同激光能量密度和不同腔体气压的条件下分别外延了AlN薄膜,通过XRD测试分析比较了薄膜的结晶取向和质量,最终确定了脉冲激光沉积法制备AlN薄膜的最佳条件。之后,根据这一条件在不同的衬底上生长了AlN薄膜,经过对比发现:相较于Al_2O_3(006)和Si(004)衬底,ZnO(002)和MgO(111)上的AlN具有较高的结晶质量和表面平整度。因此提出了用脉冲激光沉积在Al_2O_3衬底上先淀积一层MgO或ZnO作为缓冲层,再外延生长AlN薄膜的方式。通过XRD和AFM测试表征发现:MgO缓冲层上的AlN薄膜具有最优的结晶质量,而ZnO缓冲层上的AlN薄膜具有最平整的表面。为了防止真空下淀积的AlN薄膜组分失配,对薄膜进行了XPS分析,结果显示除表面含有微量O杂质外,Al和N的比例为1:0.99,在正常的范围内。通过椭偏仪测试拟合了多层复合结构Al N的折射率和禁带宽度,其光学性质与块材基本相同,且光学禁带宽度高达6.1eV,接近本征值。SEM扫描结果从电学性质方面显示出:制备的AlN薄膜表面均匀,一致性较好,而截面SEM结果也为计算脉冲激光沉积法制备MgO、ZnO和AlN薄膜的生长速率提供了依据。最后通过TEM结果再次印证了脉冲激光沉积法制备AlN的过程中,薄膜的结晶基本都遵循着特定的取向。采用脉冲激光沉积预淀积的MgO或Zn O也用作牺牲层,在一定的温度下被(NH_4)_2SO_4溶液腐蚀去除,以获得自支撑的AlN薄膜。这一自支撑的薄膜由于没有了衬底的钳制,许多性质更加接近甚至超越本征材料,并且可以转移到其它任意的衬底上组合出新的性能。本文中首先将自支撑的AlN薄膜转移光学石英玻璃上,经分光光度计测试显示其在在可见光波段具有良好的透过率,仅在紫外波段出现陡峭的吸收边,且其光学禁带宽度同样很接近本征值。而转移到导电衬底上的AlN薄膜,其PFM测试结果显示出了明显的压电效应,经计算其压电系数d_(33)高于其它外延AlN薄膜的报道结果。而相比于平面结构传统的紫外光电探测器,通过转移自支撑AlN薄膜制备的垂直结构的测器,同样在193nm波长光的照射下,出现高出两个数量级的光电流,且其斜率更为陡峭,说明它对紫外线具有更高的灵敏度。本文通过脉冲激光沉积和化学腐蚀获得的自支撑AlN薄膜,具备有优异的性质,为柔性可穿戴紫外线探测器、高性能声表面波器件提供了有力的材料支持。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2017-06-01）
张丽玲[7]（2017）在《自支撑碳薄膜的结构调控与功能化应用研究》一文中研究指出功能碳薄膜是当今研究的热点之一,其制备方法简单易行、源材料丰富且价格低廉、容易获得,并且具有突出的综合性能,比如良好的力学性能、导电导热性能、超疏水超亲水性能、电化学性能等,能够满足不同的需求,已经成为当今材料研究领域的研究热点和发展趋势,是当今最有潜力的功能材料之一。随着工业及科技的发展,对功能碳薄膜的性能也提出了越来越高的要求。为了满足功能碳薄膜在X射线掩膜板、场效应晶体管器件、气体传感器、锂离子电池、超级电容器、光催化领域、污水治理及海水淡化方面、生物方面等领域快速发展的需求,薄膜的高性能化势在必行。因此,研究与探索功能碳薄膜高性能化的基础和理论,对于实现高性能功能碳薄膜的推广应用具有重要的指导意义。通常来说,材料的结构决定着材料的最终性能,因此,从薄膜的结构设计及调控的角度来研究优化制备功能碳薄膜对于实现其高性能化意义重大。本论文工作从功能碳薄膜的表面/界面角度出发,经研究探索功能碳薄膜的表界面和微纳结构调控等,阐明功能碳薄膜的结构-性能间内在联系,建立系列功能碳薄膜高性能化的结构模型并阐明其高性能化机制,从而为高性能化功能碳薄膜的制备奠定系列理论基础,对于实现其高性能化应用具有十分重要的指导意义。具体研究内容如下:1.基于碳纳米管增强玻璃碳(GC)基体的叁维网络无缝界面原位增强结构及其力学性能研究。利用原位聚合实现修饰碳纳米管在玻璃碳前驱体聚酰亚胺基体中的均匀分散,从而构建出叁维多壁碳纳米管(MWNT)网络增强的聚酰亚胺薄膜,进一步高温碳化实现自支撑的碳纳米管网络无缝界面增强的MWNT/GC复合薄膜。经碳纳米管表面修饰、原位聚合结合高温碳化来实现碳纳米管在基体中的无缝界面对接叁维增强结构的构筑,从而实现复合薄膜力学性能的大幅提高。实验结果表明,5 wt.%MWNT/GC复合薄膜具有最大的叁点弯曲强度以及相应的叁点弯曲模量,数值分别为575.5 MPa以及7.7 GPa,与纯GC薄膜相比,分别提高了54%以及78%。基于一维碳纳米管网络均匀化及表面修饰处理实现无缝界面对接叁维网络增强结构的设计及构筑方法对于制备高性能的自支撑碳薄膜具有重要的指导意义,制备的复合碳薄膜在X射线掩膜基膜等领域具有潜在的应用价值。2.基于石墨烯(rGO)增强玻璃碳薄膜的表面阵列结合体相的多级结构及其力学和超疏水性能的研究。利用原位聚合实现二维石墨烯在碳前驱体基体聚酰亚胺中的层状均匀分散结构构筑,在高温碳化过程中形成阻隔效应实现在薄膜表面碳纳米阵列的大面积均匀分布,从而实现表面阵列结合体相的多级结构的成功构筑。该多级结构具有优异的刚性结构和力学性能,叁点弯曲测试表明当石墨烯的含量为0.5 wt.%时,rGO/GC复合薄膜具有最大的叁点弯曲强度202.6 MPa和模量33.8 GPa,与纯GC薄膜相比,分别增长了99%和184%。并且,多级结构表面经1H,1H,2H,2H-全氟癸基叁氯硅烷表面处理后,其表面表现出超疏水性能。该多级结构的设计对于碳薄膜材料的超亲超疏以及刚性设计具有重要的指导意义。3.基于叁维石墨烯基多孔碳薄膜电极的水蒸汽可控调控技术及其电化学储能性能研究。石墨烯薄膜的结构调控优化技术对于实现高重量比容量和高体积比容量的电极至关重要。本工作提出一种高温高压下石墨烯薄膜的水蒸汽可控调控技术,对高浓度氧化石墨溶液在封闭环境中利用水蒸汽调控得到具有良好力学性能的柔性自支撑石墨烯薄膜。通过研究调节石墨烯薄膜的多孔结构,实现其最佳质量比电容值(340 F/g,1 A/g),最大面比电容值(915 mF/cm~2,1 mA/cm~2)以及最佳体积比电容值(326 F/cm~3,1 A/cm~3)。同时,利用该石墨烯薄膜为电极组装成的全固态超级电容器(SC)具有优异的质量比电容以及面比电容值。因此,关于石墨烯薄膜的水蒸汽调控技术及石墨烯薄膜对于高性能薄膜电极的制备具有重要的指导意义,在高性能柔性储能器件领域具有广阔的潜在应用价值。4.基于叁维结构石墨烯/聚苯胺(rGO/PANI)复合薄膜电极的水蒸汽可控调控技术及其电化学储能性能研究。本工作提出一种高温高压下石墨烯复合薄膜的水蒸汽可控调控技术,利用水蒸汽调控技术调控制备得到独特叁维结构rGO/PANI复合薄膜,完美地将PANI纤维复合到石墨烯结构中,在保留优异的导电特性的同时增加了赝电容特性,实现高比电容超级电容器的成功制备。实验结果表明,当PANI纤维含量为50%时,rGO/PANI(50%)复合薄膜电极材料的叁电极测试条件下,最大比电容值为1182 F/g(1 A/g),相应组装的对称超级电容器的最大比电容值为808 F/g(1A/g),此时最大的能量密度为28.06 Wh/kg(相应的功率密度为0.25 kW/kg)。本工作采用的独特水蒸汽调控技术为制备石墨烯复合薄膜网络结构提供了一种新的、简便的方法,为能量存储领域开拓了新的发展前景。5.基于石墨烯包裹聚苯胺纤维叁维一体化导电网络结构的水凝胶薄膜的设计及其电化学储能性能研究。利用原位复合技术组装制备出了高性能柔性电极材料,创新性地设计了一种优异的跨尺度叁维多孔结构,由石墨烯片层包裹PANI纳米纤维的叁维骨架,得到的复合薄膜具有独特的叁维结构,表现出优良的力学柔性,并以此薄膜电极材料组装成高性能的全固态柔性固态超级电容器。在柔性电极薄膜中,PANI纳米纤维紧密包裹在石墨烯网络结构中,电极材料内相互连接的孔结构及其与聚合物电解质良好的相容性,都使得电子、离子能够进行迅速地传输迅速,从而使器件具有优异的电化学性能。实验结果表明,rGO-PANI(50%)复合水凝胶薄膜的最高质量比电容高达921 F/g,体积电容为391 F/cm~3。基于rGO-PANI(50%)复合水凝胶薄膜的固态SC具有211 F/g(1 A/g)的高比电容,其面比电容和体积比电容值也分别高达0.9 F/cm~2和25.6 F/cm~3。另外,SC还表现出优异的倍率性能,20 A/g下仍能保留75%的比电容值以及优异的循环稳定性,在10 A/g下经过2000个循环后电容值基本保持不变。同时,器件即使在弯曲状态下结构没有发生破坏,电化学性能也没有损失。总之,该制备方法得到的石墨烯包裹聚苯胺纤维叁维一体化导电网络结构的水凝胶薄膜因其独特的网络结构,不仅避免了rGO纳米片的堆迭,而且确保导电性更优的rGO纳米片彼此完全搭接形成理想的导电网络,有效地利用了rGO纳米片的双电层电容特性以及PANI纤维的赝电容特性,得到了高比电容的薄膜电极材料,满足了高性能柔性薄膜超级电容器器件电极材料的要求,并开创了具有类似特殊结构的复合材料在储能材料方面应用的新道路。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-05-01）
林超[8]（2017）在《自支撑硫/石墨烯薄膜电极的制备及电化学性能表征》一文中研究指出目前,商业化的锂离子电池已经无法满足电动汽车日益增长的一次充电后长程行驶的需求,发展新型的高能量密度的电池体系具有十分重要的意义。锂硫电池因其高的能量密度成为当前有望取代商用锂离子电池的理想选择。然而,锂硫电池正极活性成分元素硫导电率低,且在进行电化学反应过程中,产生的多硫化物容易在正负极之间发生“穿梭效应”,从而降低电池倍率性能和循环性能。为解决锂硫电池正极存在的问题,很多研究者对锂硫电池研究重心放在了缓解“穿梭效应”上,而忽视了其研究是否会降低锂硫电池能量密度。为此,在解决锂硫电池正极材料自身存在问题的同时,兼顾保持其高的能量密度优势显得尤为重要。针对上述问题,本文采用了还原诱导自组装及抽滤的方式制备自支撑免粘结剂的柔性硫/石墨烯薄膜电极,拟通过改变石墨烯片的堆迭方式,构筑不同结构的薄膜电极,以缓解硫正极“穿梭效应”,提升电极材料的循环稳定性能和倍率性能;与此同时,设计构筑的硫/石墨烯复合物薄膜因不含粘结剂和导电添加剂,相应的整体电极能量密度有较大的提升。本文的主要研究内容及结果如下:(1)采用还原诱导自组装方式制备的薄膜电极中,还原氧化石墨烯片上负载有纳米尺寸的硫颗粒,石墨烯片之间交联构筑出大孔结构和连续的导电框架;XPS表明还原氧化石墨烯片与硫之间存在键合作用,电解液吸附性能测试表明薄膜的孔结构有助于电解液的吸附。这种方式构筑的薄膜电极在1.5 A g~(-1)的电流密度下循环500圈后的容量保持率为78.4%,该循环性能远高于传统涂布方式得到的电极,且质量能量密度约为694 kWh kg~(-1),但其中的硫的堆积密度仅有0.2 mg cm~(-3),相应的体积能量密度仅有255.2 Wh L~(-1)。(2)采用抽滤方式制备的薄膜电极,石墨烯和硫颗粒之间层层堆迭,没有还原自组装得到的薄膜电极中的大孔结构,经热处理后,硫颗粒尺寸明显减小,其薄膜中硫的堆迭密度为1.25 mg cm~(-3),较还原诱导自组装得到的薄膜电极显着提高,在2 A g~(-1)的电流密度下循环1200圈后,体积能量密度和质量能量密度仍然有1793 Wh L~(-1)和905.5 Wh kg~(-1)。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2017-05-01）
姚许[9]（2017）在《V_2O_5/CNT自支撑薄膜电极的制备及性能研究》一文中研究指出超级电容器作为一种新型的储能器件,具有功率密度高、放电速度快等优点,在生活生产中已得到广泛应用,主要表现在消费电子产品、交通运输等领域。同时超级电容器也面临着另一重大问题:即能量密度较低,远远不能满足人们的需求。近年来研究人员在合成新材料、材料复合、离子掺杂、调控材料结构等方面开展广泛研究以提升超级电容器的能量密度。本论文以五氧化二钒为研究对象,较系统地描述了五氧化二钒超长纳米带的合成、表征及电化学性能,同时也开发出一种制备大面积的V_2O_5/CNT自支撑薄膜电极的方法。主要内容如下:1.发展了一种制备V_2O_5超长纳米带的方法,并从形貌、结构方面进行表征。2.基于V_2O_5超长纳米带,开发出一种制备大面积的V_2O_5/CNT自支撑薄膜电极的方法。这种方法比较简单、成本较低、具有普适性,另外所获得的V_2O_5/CNT自支撑薄膜压片后,质量密度高达2.5 g/cm~3。另外,这种薄膜依然保持着良好的柔性和亲水性,最初接触角为28.5°,在6 s内液滴可完全渗透到整个薄膜内。这些都为其他金属氧化物与碳纳米管复合形成自支撑薄膜提供一种可能,可应用到能量存储、催化和其他能量转换过程中。3.以V_2O_5/CNT自支撑薄膜电极制备对称超级电容器,并研究了对称器件的电化学性能。所制备的对称超级电容器的工作电压窗口可达1.6 V,体积能量密度高达41 Wh/L,同时也维持着良好的倍率性和循环稳定性。更重要的是,在功率密度为22.2 kW/L时,能量密度可达25 Wh/L,高于商用的碳基超级电容器所产生的能量密度。通过简单低成本的方法所制备的自支撑薄膜具有高性能,可应用于工业生产中。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
陈菲[10]（2017）在《光焊接制备自支撑、高导电金属纳米粒子薄膜及其应用》一文中研究指出金属纳米粒子薄膜是一种新型的功能纳米材料,在多个领域具有广泛应用,如化学传感、催化和光电器件。以独立、无序的低维纳米材料为建筑单元,通过“自下而上”自组装纳米材料是一种简单、低成本制备大面积导电金属薄膜的方法。但是,这种溶液加工的薄膜中的金属粒子间存在大的接触电阻,从而恶化了金属纳米薄膜的电流传输能力。为此,科研工作者已发展了多种方法,力图降低粒子间的接触电阻,提高薄膜的导电能力。本文发展了一种光焊接纳米粒子技术。它和纳米粒子界面自组装相结合,可提供一种可溶液加工高导电金属纳米薄膜的方法,并能灵活地调控其包括导电性在内的多种性能。论文主要研究内容如下:1.通过界面纳米粒子自组装和光焊接技术相结合,制备自支撑、高导电性薄膜。研究发现用氙灯光照在水/汽界面的自组装的金或银纳米粒子薄膜,可以得到高度交联的自支撑、高导电性的金属纳米粒子薄膜。论文进一步考查了纳米粒子种类、粒径、光照时间、光源种类及光照强度等因素对纳米粒子焊接程度、薄膜导电能力等性能的影响。而且,论文也揭示光焊接纳米粒子的物理机制是光驱动的奥斯特瓦尔德老化。具体地,纳米粒子的等离子体(光诱导的自由电子集体震荡)产生的放大电磁场促进了表面原子的溶解和局部过饱和溶液的形成。由于纳米间隔具有负的曲率半径、是表面能低的位置,这些溶解的原子又优先沉积填充在纳米间隔内,从而实现焊接。2.示范了高导电性Ag纳米粒子薄膜作为电极,应用于光电功能器件。论文用高导电银纳米粒子薄膜作为叉指电极、钙钛矿碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3)薄膜作为光吸收层构筑了钙钛矿型光电探测器。和传统的ITO电极相比,由银纳米粒子薄膜构筑的钙钛矿光电探测器展现出了更优异的光电特性。3.研究了高导电性Au纳米粒子薄膜的电催化氧化甲醇特性。所制备的高导电性Au纳米粒子薄膜实质上是一种二维多孔金薄膜。论文揭示,由于其优良的导电性,焊接后的多孔金薄膜展现出较好的电催化氧化甲醇性能,并且其电催化活性高于本体金电极和未焊接的自组装Au纳米粒子薄膜(未经光照处理)。(本文来源于《湖南大学》期刊2017-05-01）
自支撑薄膜论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
通过静电自组装技术成功制备得到柔性自支撑聚二烯二甲基氯化铵-Si/石墨烯(PDDA-Si/G)纳米复合薄膜。该复合薄膜无添加黏结剂及导电炭黑且仍能保持电极结构的完整性,其中石墨烯提供完整的导电网络和机械韧性。电化学测试结果表明,当电流密度为0.2 A/g,复合材料的比容量可达1439.9 (mA·h)/g,库仑效率保持98%以上。且在高电流密度(2 A/g)下,复合材料的比容量仍可维持在499.9 (mA·h)/g,远高于商品化纯Si电极的电化学性能。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
自支撑薄膜论文参考文献
[1].郭凯,李一举,李冲,喻能,李会巧.高密度层状自支撑V_2O_5·nH_2O/CNTs一维二维复合薄膜用于高体积容量柔性超级电容器（英文）[J].ScienceChinaMaterials.2019
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[3].卢斌.柔性锂离子电池自支撑阵列薄膜电极材料的制备及其结构与性能[D].华南理工大学.2018
[4].马艳,林振,贾秋荣,高志杰.硅/石墨烯基自支撑薄膜的制备及电化学性能[J].化工进展.2018
[5].韩微.基于聚乳酸/壳聚糖的可降解自支撑薄膜制备及其性能研究[D].东南大学.2018
[6].李恒.自支撑AlN薄膜的制备及其性质研究[D].西安电子科技大学.2017
[7].张丽玲.自支撑碳薄膜的结构调控与功能化应用研究[D].上海交通大学.2017
[8].林超.自支撑硫/石墨烯薄膜电极的制备及电化学性能表征[D].武汉理工大学.2017
[9].姚许.V_2O_5/CNT自支撑薄膜电极的制备及性能研究[D].华中科技大学.2017
[10].陈菲.光焊接制备自支撑、高导电金属纳米粒子薄膜及其应用[D].湖南大学.2017
标签：flexible; supercapacitors; volumetric; capacitance; two-dimensional; nanosheets; vanadium; pentoxide;