检索结果-南通市图书馆

作者：任之君广州大学

学位级别：硕士

工作电解液是铝电解电容器的实际阴极，起着修补阳极铝箔氧化膜的作用。添加剂在工作电解液中的含量虽少，但对电容器的性能有着很大的影响。随着材料合成的深入研究，新型添加剂不断出现。硅溶胶因其尺寸小、无毒、带电荷、耐高温等特... 详细信息

工作电解液是铝电解电容器的实际阴极，起着修补阳极铝箔氧化膜的作用。添加剂在工作电解液中的含量虽少，但对电容器的性能有着很大的影响。随着材料合成的深入研究，新型添加剂不断出现。硅溶胶因其尺寸小、无毒、带电荷、耐高温等特性，在化工领域有着广泛的应用。本课题首先研究了铝电解电容器用有机硅溶胶的制备新工艺：将离子交换法和单质硅溶解法结合优化调控，以离子交换法制备出胶粒均匀、浓度稳定的母液，之后采用单质硅水解法使硅粉在催化剂的控制下水解生成活性硅酸，促进母液中的胶粒逐步生长达到目标粒径，制备出纯度高、粒径大而均匀、稳定性好的高纯水溶胶;其次，以出水率为测试指标，采用减压蒸馏法制备含水率低的有机硅溶胶;最后，通过电化学试验考察该产品在铝电解电容器中的应用性能。实验重点考察了投料方式、反应温度、体系pH值、母液浓度等因素对高纯水溶胶制备阶段胶粒生长过程的影响;考察了温度、压强对高纯有机硅溶胶制备最终产品的影响;研究了硅溶胶中微量杂质含量的测试方法;将有机硅溶胶添加到铝电解电容器工作电解液中，考察了添加量对闪火电压和电导率的影响，并对含有有机硅溶胶的铝电解电容器进行寿命试验研究。实验结果表明：制备高纯水溶胶的最佳工艺为分批投料、温度80℃、pH≈9~10、母液浓度10%;制备高纯有机硅溶胶的最佳工艺为温度110℃，负压逐渐降低为零;自制硅溶胶产品中的铁离子、硫酸根离子、氯离子含量达到电子级要求;有机硅溶胶能显著提高工作电解液的电化学性能：随着纳米SiO2添加量的增加，闪火电压也随之上升，而且电导率并未出现通常的下降，反而呈现出上升的特质;寿命试验表明含有自制产品的电容器在电容量衰减、漏电流及损耗正切值均较小，优于国外同类产品。采用TEM、ZS90纳米粒度分析仪、KF-Ⅱ型微量水分测定仪、TENSOR27傅立叶红外光谱仪、SDTQ600型综合热分析仪等方法和手段对水溶胶和有机硅溶胶进行物化性能测试和结构表征。结果表明：水溶胶中胶粒粒径大而均匀，次级粒子较少;有机硅溶胶中胶粒分布更为集中，稳定性更好，含水率满足要求。采用SEM对铝电解电容器铝箔进行扫描，结果显示：有机硅溶胶在反应过程中可吸附于铝箔表面，有效提高铝箔的抗击穿性，从而提高铝电解电容器的闪火电压。

关键词：有机硅溶胶高纯铝电解电容器工作电解液添加剂

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

铝电解电容器用新型电解质的合成与应用

铝电解电容器用新型电解质的合成与应用

作者：张家文广州大学

学位级别：硕士

支链长链羧酸由于具有优越的热稳定性,在乙二醇溶液中的溶解度高以及良好的化学自修复能力等特点,已被应用到铝电解电容器工作电解液中去。本文开发了一种新型的电解质——支链长链二元羧酸(SCPDA),系统研究SCPDA的合成工艺,对SCPDA进... 详细信息

支链长链羧酸由于具有优越的热稳定性,在乙二醇溶液中的溶解度高以及良好的化学自修复能力等特点,已被应用到铝电解电容器工作电解液中去。本文开发了一种新型的电解质——支链长链二元羧酸(SCPDA),系统研究SCPDA的合成工艺,对SCPDA进行理化性能测试和结构表征,并研究了SCPDA在乙二醇溶液的电化学性能以及在铝电解电容器中的应用。本文主要的内容如下。本文首次采用以环己酮、异戊二烯为原料,通过酯的合成、水解、酸化制备出SCPDA,通过正交实验和单因素实验方法研究了物料配比、反应温度、反应时间等因素对SCPDA合成工艺的影响。结果表明:合成SCPDA最佳工艺条件为环己酮与异戊二烯等摩尔反应,酯的合成温度-10～-5℃,酯的合成时间2h,水解温度95℃,水解时间3h,此条件下SCPDA产率可达61.3%。利用KF-Ⅱ型微量水分测定仪、酸碱滴定法、FT-IR和TG等手段对合成产物SCPDA进行理化性能测试和结构表征。结果表明:合成的SCPDA为长链羧酸类物质,含水量为0.37%,酸值为298.1mg KOH/g,热稳定性良好,220～340℃为产物的主要失重温度,可用在高温125℃下工作的铝电解电容器中。将本文所合成的SCPDA配成乙二醇溶液,考察SCPDA的氨解pH值和浓度对电解液的闪火电压、电导率的影响,并与癸二酸铵乙二醇溶液进行对比。结果表明:SCPDA最佳氨解pH值为7.4～8.2,其闪火电压随着浓度的增大而下降,电导率却随浓度的增大而增大;SCPDA铵盐在乙二醇中的溶解度远大于癸二酸铵,在浓度为5%的乙二醇溶液中,SCPDA电解液闪火电压比癸二酸铵的高出38V,电导率却低0.203ms/cm。把SCPDA铵盐与PA-08、M-18分别为电解质各自配制成工作电解液,应用到铝电解电容器中,对电容器的电容量变化、损耗、漏电流、寿命等性能进行研究。结果表明:SCPDA工作电解液闪火电压比其它两产品平均高出20V,电导率略低一点,对应的铝电解电容器电容量变化、损耗、漏电流较小,高温稳定性好,历经1440小时135℃高温加速寿命试验后,各项参数仍符合电容器试验标准,预计该电容器在105℃正常工作时寿命可超过10000小时。

关键词：支链长链二元羧酸工作电解液铝电解电容器闪火电压性能

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

硼酸丙二醇聚酯的合成及应用

硼酸丙二醇聚酯的合成及应用

作者：张晓松广州大学

学位级别：硕士

有机硼高分子化合物是高分子化学中的一个新的领域,由于硼化合物的特殊性能,在导电介质中的应用价值也逐渐为人们所发现,在导电介质中得到了广泛的应用。本文采用正交实验和单因素实验方法探讨了硼酸聚酯的最优合成工艺;以最优的工艺条... 详细信息

有机硼高分子化合物是高分子化学中的一个新的领域,由于硼化合物的特殊性能,在导电介质中的应用价值也逐渐为人们所发现,在导电介质中得到了广泛的应用。本文采用正交实验和单因素实验方法探讨了硼酸聚酯的最优合成工艺;以最优的工艺条件合成了硼酸丙二醇聚酯。用红外光谱和凝胶色谱测试并分析了硼酸丙二醇聚酯的结构和分子量分布;通过DSC和TG测试硼酸聚酯的热稳定性。将本文所合成的硼酸丙二醇聚酯,配制成铝电解电容器的工作电解液,系统地研究了硼酸聚酯对工作电解液的闪火电压、电导率、以及含水量的影响;结果表明硼酸丙二醇聚酯可以提高工作电解液的闪火电压,但降低电解液的电导率;硼酸聚酯在含水工作电解液中可以降低电解液的含水量,而经氨解后的硼酸丙二醇聚酯对电解液的含水量影响甚微;经氨解后,硼酸丙二醇聚酯的水解稳定性得到提高。采用所合成的硼酸丙二醇聚酯配制成工作电解液,应用于铝电解电容器中,对电容器的电容量变化、漏电流、损耗、寿命等性能进行研究,结果表明,在工作电解液中添加硼酸丙二醇聚酯后,电容器的电容变化量随硼酸丙二醇聚酯的添加量的增加而减小,漏电流减小,但损耗有所升高。

关键词：铝电解电容器硼酸聚酯工作电解液闪火电压

镍钴双金属氧、硫、硒化物的制备及其储锂/钠性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

镍钴双金属氧、硫、硒化物的制备及其储锂/钠性能研究

作者：邓启祥广州大学

学位级别：硕士

目前,商用锂离子电池(LIBs)所使用的负极材料是以石墨为代表的碳材料。碳材料虽然有储量丰富、来源广泛,性能稳定等优势,但其较低的理论容量,较差的倍率性能和较短的循环寿命,使得LIBs的发展受到了限制。此外,随着LIBs市场的不断扩大,... 详细信息

目前,商用锂离子电池(LIBs)所使用的负极材料是以石墨为代表的碳材料。碳材料虽然有储量丰富、来源广泛,性能稳定等优势,但其较低的理论容量,较差的倍率性能和较短的循环寿命,使得LIBs的发展受到了限制。此外,随着LIBs市场的不断扩大,锂资源开始出现供应不足和价格上涨。由于钠资源在地球广泛分布、价格低廉等特点,钠离子电池(SIBs)开始走进研究人员的视野。然而,由于SIBs的研发尚处于初步阶段。因此,为推动储能设备的发展,性能较强的负极材料是不可或缺的。由于镍与钴的化合物有相似的物理和化学性质,将它们结合有可能产生较强的协同效应,使镍钴双金属化合物的储能性能得到较大的提升。本论文基于上述背景,开展了以下研究:(1)由于过渡金属氧化物低廉的价格和简便的制备工艺,本文以镍钴双金属配位聚合物为前驱体,并通过改进退火工艺,保留配位聚合物原位生成的碳,形成负载有CoO和NiO纳米颗粒的花状分层碳骨架(CoO/NiO/NC)。LIBs半电池测试结果显示,CoO/NiO/NC不仅在较高的电流密度(5000 mAg)下有容量493 mAh g,还能在200mAg时循环100圈后能保持容量1390 mAh g。当CoO/NiO/NC与Li Fe PO正极材料组装成全电池时,能够在200次循环后有40.29%的容量保持率。(2)通过形貌调控,合成有独特凹面立方体结构的镍钴双金属硫化物(CNC NiS/Co S)。并通过包覆聚多巴胺,在退火碳化过程中在样品形成氮掺杂碳层,增加样品的活性位点,并改善其电导率。所制备的CNC NiS/Co S显示出极强的储钠性能,能够在电流密度为100 mAg和5000 mAg时,分别有848和583 mAh g的高容量;还能在5000 mAg的高电流经历长达900次的充放电后仍然有容量404 mAh g。(3)采用二维过渡金属碳化物(TiC)与镍钴双金属硒化物进行复合,形成包覆有二维镍钴硒化物的TiC少层纳米片(TiC/CoNiSe)。由于CoSe与NiSe较强的协同作用,与单一组分的硒化物相比,所制备的镍钴双金属硒化物的储能性能得到增强。当与钠片组装成SIBs半电池,于1000 mAg下进行性能测试时,TiC/CoNiSe有极高的首圈库伦效率(89%),并且即使经历600圈循环后也仍有容量338 mAh g。

关键词：锂离子电池钠离子电池镍钴双金属化合物负极材料

超级电容器电解质用四氟硼酸螺环季铵盐的合成及应用研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

超级电容器电解质用四氟硼酸螺环季铵盐的合成及应用研究

作者：张庆广州大学

学位级别：硕士

超级电容器又名电化学电容器,综合性能处于化学电池与传统电容器之间,是一种新型的能量储存器件。目前,尚且存在着能量密度较低的缺点。在超级电容器的研究领域中,近几年科学家们将研究重点逐步转移到如何提高能量密度上。能量密度公式2... 详细信息

超级电容器又名电化学电容器,综合性能处于化学电池与传统电容器之间,是一种新型的能量储存器件。目前,尚且存在着能量密度较低的缺点。在超级电容器的研究领域中,近几年科学家们将研究重点逐步转移到如何提高能量密度上。能量密度公式2=5.0 CUE(E为能量密度,C为比电容,U为工作电压),其中比电容与工作电极性能相关,工作电压主要由电解液决定。根据电解液的状态和电解质的属性,超级电容器的电解液主要有四种类型。其中之一的有机电解液因成本相对低廉、电化学性能优良、工作电压较高,成为工业上应用范围最广泛的电解液。超级电容器电极材料按活性物质的种类,可分为三种类型,其中之一的碳基电极因成本低,循环寿命长,充放电效率高而广泛的应用于超级电容器中。本文以自制的溴代螺环季铵盐(SQA-Br)、四氟硼酸(HBr F)为原料,在负压的条件下离子交换得到电解质四氟硼酸螺环季铵盐(SQA-BF)。通过条件实验,考察单因素对溴代螺环季铵盐(SQA-Br)转化率的影响,确定最佳合成条件的取值范围,再利用响应面(RSM)试验进一步精确分析各因素之间的关系,确定最优的工艺合成条件;通过FT-IR、LC-MS、NMR、TG-DTG对产品进行表征。在手套箱氮气氛围下将提纯、真空干燥后的四氟硼酸螺环季铵盐(SQA-BF)与溶剂配制成电解液,测试电导率,并将电解液应用于超级电容器,测试相关电化学性能。探索了溶剂种类,电解质浓度,活性炭材料种类,导电剂种类等对超级电容器电化学综合性能的影响。单因素实验可知,合成四氟硼酸螺环季铵盐的反应溶剂为乙醇,工艺条件优化区间为:SQA-Br:HBF在1:1.5:2.5,反应温度在500℃,反应时间在4h。响应面试验进一步精确确定反应条件:SQA-Br:HBF=1:2.5,温度72℃,反应时间4h,此条件下转化率达到86.66%。红外光谱测试结果,在2856 cm,1465 cm处出现亚甲基(CH)的吸收峰,在1256cm处出现氮氢键(C-N)的吸收峰,在1020 cm处出现碳碳键(C-C)的吸收峰,在911 cm处出现C-O-C的吸收峰,合成样品具有四氟硼酸螺环季铵盐(SQA-BF)所含有的官能团,与理论一致;液相色谱-质谱联用分析表明产物阳离子分子质量为142.3,与四氟硼酸螺环季铵盐(SQA-BF)阳离子分子量一致;核磁共振分析表明,在C-NMR谱图中,63.11 ppm,61.97 ppm,58.99 ppm,20.94ppm化学位移处出现碳的特征峰,与理论目标产物的峰数及化学位移相一致。H NMR谱图中,在δ4.03–3.88(m,4H),3.65–3.50(m,5H),3.48–3.36(m,4H),2.20–2.05(m,4H)处出现特征峰与目标产物氢的种类数一致。19F-NMR谱图中,在δ50.36处出现氟的特征峰,与理论一致;热重分析证明该物质室温至382℃区间内,几乎不分解,热稳定性良好,适用于做高稳定性的超级电容器电解液电解质。通过对溶剂种类,电解质浓度因素的考察,确定在溶剂为AN+PC+DMF(1:1:1),电解质SQA-BF浓度为1mol/L时,超级电容器的工作电压达到3.0 V,比电容18.53F·g,充放电效率94.31%,能量密度83.40 J·g,性能优于同等条件下以四乙基四氟硼酸铵(Et4NBF)为电解质的超级电容器。通过对活性炭材料种类,导电剂种类的选择,确定活性炭材料为KLL,导电剂为石墨烯时,超级电容器的工作电压达到3.8 V,比电容20.14 F·g,能量密度为145.41 J·g。

关键词：超级电容器电解质有机电解液四氟硼酸螺环季铵盐活性炭

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

过渡金属氧化物的结构调控及储锂性能研究

过渡金属氧化物的结构调控及储锂性能研究

作者：薛召广州大学

学位级别：硕士

随着技术的发展,在能源储存与转换、个人电子设备及电动载具等领域,对锂离子电池以容量为主的各项性能提出新的要求。过渡金属氧化在应用于锂离子电池中时拥有数倍于石墨的理论比容量,被认为是具有极高开发价值的新型电极材料,然而其在... 详细信息

随着技术的发展,在能源储存与转换、个人电子设备及电动载具等领域,对锂离子电池以容量为主的各项性能提出新的要求。过渡金属氧化在应用于锂离子电池中时拥有数倍于石墨的理论比容量,被认为是具有极高开发价值的新型电极材料,然而其在在循环过程中由于体积变化,会导致容量的快速衰减。针对这一问题,通常的解决途径是设计合适的结构,将材料的体积变化限制起来。本文主要介绍了,基于普鲁士蓝类似物(Prussian blue analogues,PBAs),通过在水溶液中的阳离子交换反应和在空气中高温焙烧,制备具有核壳结构的NiFeO-NiO@FeO材料,研究了核壳结构、焙烧温度对材料电化学性能的影响。通过调节所用的镍盐和锰盐比例,制备三元普鲁士蓝类似物Ni Mn[Fe(CN)](x+y=3)及相应多元金属氧化物,研究了不同金属比例对材料形貌的影响、充放电过程中金属间的协同作用。通过在碱性水溶液中,使多巴胺在普鲁士蓝类似物表面自聚,通过低温下的两段氧化制备了结晶良好的相应的NiFeO-NiO@C、CoFeO-CoO@C以及FeMnO@C复合材料。对这些材料的微观结构和电化学行为的研究结果表明:具有核壳结构的NiFeO-NiO@FeO材料,可以通过在水溶液中的阳离子交换,及在空气中焙烧成功获得。较低和较高焙烧温度对材料的形貌和电化学性能有不利影响。所制备的核壳NiFeO-NiO@FeO拥有1587.96 mAh/g的首圈容量,在500 mA/g下循环500圈以后还能给出472.5 mAh/g的可逆容量。对其电极动力学的分析表明,在2 mV/s的扫描速率下拥有66.1%的赝电容贡献。调节镍锰元素比,可以控制所获得的三元普鲁士蓝类似物的微观形貌,分别制备了纳米立方、截角纳米立方、纳米球、核壳蛋黄结构纳米球等结构的三元过渡金属氧化物,分析了截角纳米立方的形成过程。所制备的NiFeO-FeMnO拥有核壳蛋黄结构,其首圈放电容量为1697.6 mAh/g的,在500 mA/g的电流下循环500圈以后还能维持536.1mAh/g的可逆容量,Rct为20.34Ω,在0.1mV/s的扫描速率下拥有46.8%的赝电容贡献。同时,Ni:Mn=8:2,2:8时,相应材料的循环稳定性更好。同时还有更高的可逆容量、更高的赝电容贡献占比,以及更低的电荷转移阻抗。当Ni:Mn=4:6,6:4时,金属间的协同作用被大幅度削弱。通过聚多巴胺包覆,及两段低温焙烧的方法可以获得NiFeO-NiO@C、CoFeO-CoO@C以及FeMnO@C复合材料,维持一定包覆碳层的同时,将普鲁士蓝类似物转化为金属氧化物。这些材料的电荷转移阻抗分别降低到31.5,32.4,87.3Ω。在500 mA/g的电流密度下,循环500圈后分别保持了632.7,429.5,435.2 mAh/g的可逆容量。同时碳包覆层也能增强赝电容在这些材料中的作用,在0.1 mV/s的扫描速率下,赝电容占比分别是54.4%、39.7%、36.5%,较相应的未包覆材料都有较大幅度的提升。

关键词：锂离子电池负极材料金属氧化物普鲁士蓝类似物

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

超级电容器复合聚合物电解质的制备及研究

超级电容器复合聚合物电解质的制备及研究

作者：杨倩韵广州大学

学位级别：硕士

当前社会面临的能源问题对新能源汽车产业来说既是机遇也是挑战。国家大力支持新能源汽车的普及,但其仍然存在续航公里数少,充电速度慢等问题。超级电容器由于其功率密度大,具有快充快放的特点,在混合动力汽车市场中具有巨大的应用潜力... 详细信息

当前社会面临的能源问题对新能源汽车产业来说既是机遇也是挑战。国家大力支持新能源汽车的普及,但其仍然存在续航公里数少,充电速度慢等问题。超级电容器由于其功率密度大,具有快充快放的特点,在混合动力汽车市场中具有巨大的应用潜力。其中工作电解质是决定其性能的关键组成之一。目前应用最广泛的液体电解质,其工作电压高,电导率高,但存在易漏液的安全性问题。聚合物电解质在功能上同时兼具隔膜与电解质的作用,而且不漏液、易封装,解决了安全性问题。但聚合物电解质由于存在电导率低、机械性能较差、热稳定性低等缺点,因此实用性较低。本文通过共混、共聚、掺杂纳米颗粒对聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)基聚合物进行改性,制备复合凝胶聚合物电解质,以解决上述问题。通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)对聚合物进行表征;采用吸液率测试、拉伸性能测试、扫描电镜(SEM)、热收缩率测试、电化学性能测试等方法研究了聚合物膜及其对应凝胶聚合物电解质的性能,主要结果如下:1.采用乳液聚合法合成共聚物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),并与PVDF-HFP共混改性,得到PVDF-HFP/PMMA凝胶聚合物电解质。通过单因素法确定工艺条件范围,响应面法得出最优制备工艺条件,对PVDF-HFP/PMMA聚合物膜及其相应的凝胶聚合物电解质进行表征。结果表明,最佳制备工艺条件为:PVDF-HFP和PMMA与溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的固液比19.68%,聚合物比例PMMA:PVDF-HFP=3.04:6.96,初成膜时间2.22 h,相交换时间1.95h。将PVDF-HFP/PMMA聚合物膜浸泡于1 mol/L四氟硼酸四乙基铵/AN:DMC:EC(体积比1:1:1)电解质中得到凝胶电解质后,其电导率可达2.61×1033 S/cm。在充放电电流为0.5 A/g,电压范围为0-2.5 V的条件下循环1000周后容量保持率为83.70%,拥有较好的循环性能。2.以丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,乳液共聚法合成丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物(P(BA-co-MMA)),并与PVDF-HFP共混改性,制备P(BA-co-MMA)/PVDF-HFP聚合物电解质。研究了聚合单体的比例对聚合物膜拉伸性能的影响,以及该凝胶聚合物电解质的电化学性能。结果表明,当BA:MMA=3:2时,拉伸强度可达25.22%,吸液率为254.28%,电导率为1.84×10 S/cm,热分解温度为235℃,符合超级电容器的实际应用要求。以该聚合物膜作为主体的凝胶电解质与PVDF-HFP/PMMA、商用PP隔膜相比,电化学性能更优异。电流密度为1.0 A/g时,比电容为37.12 F/g,充放电效率87.71%,能量密度32.22 Wh/kg,1000周的容量保持率为85.30%。3.若直接掺杂纳米颗粒,易团聚难以分散,改性效果不明显。本文通过两步法制备得到聚甲基丙烯酸甲酯表面改性的纳米二氧化硅(PKS),能较好的分散在P(BA-co-MMA)/PVDF-HFP聚合物电解质中,得到有机-无机掺杂复合聚合物。通过条件实验,考察PKS的掺杂量对电解质的微观结构、热收缩性及对应超级电容器的电化学性能的影响,确定最佳掺杂量。结果表明当PKS的添加量为10 wt%时,对应的双电层电容器具有最优异的超电容性能:在0-2.5 V,电流密度1.0 A/g条件下,比电容为38.36 F/g,充放电效率93.19%,能量密度33.29Wh/kg,功率1.25 kw/kg,循环1000次,容量保持率89.70%。

关键词：超级电容器聚合物电解质改性相转化法

一种铝电解电容器工作电解液添加剂的制备与研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

一种铝电解电容器工作电解液添加剂的制备与研究

作者：鄷赵龙广州大学

学位级别：硕士

铝电解电容器工作电解液添加剂的制备是改善工作电解液性能的关键技术之一。聚乙二醇羧酸酯是一类多功能的大分子聚合物,在化工行业有着广泛的应用。本文系统的研究了聚乙二醇400丁二酸酯(PEGS)的最优合成工艺,对合成的PEGS进行了理化... 详细信息

铝电解电容器工作电解液添加剂的制备是改善工作电解液性能的关键技术之一。聚乙二醇羧酸酯是一类多功能的大分子聚合物,在化工行业有着广泛的应用。本文系统的研究了聚乙二醇400丁二酸酯(PEGS)的最优合成工艺,对合成的PEGS进行了理化性能的测试和结构表征,并研究了PEGS对工作电解液性能的影响,以及PEGS在铝电解电容器中的应用。本文主要的内容如下。采用溶剂直接酯化法,在无催化剂、负压的条件下,以聚乙二醇400和丁二酸酐为原料合成了PEGS。研究了反应温度、反应时间及反应负压对酯化反应的影响,通过反应的酯化率、产物的酸值及平均分子量确定了反应的酸醇摩尔比。结果表明:合成PEGS的最佳工艺条件为反应温度为160℃、反应时间为4h、反应负压为15KPa、酸醇摩尔比为3:2。在此条件下酯化率可达到98.81%。利用NDJ-1旋转粘度测定仪、KF-Ⅱ型微量水分测定仪、HG/T 2708-1995、FT-IR和TG等方法和手段对合成产物PEGS进行理化性能的测试和结构表征。结果表明:合成的PEGS为两末端为羧基的酯类化合物,其粘度为120 mPa·s,含水量为0.83%,酸值为103.5mg KOH/g,有较好的热稳定性,PEGS在温度达到185℃时,失重仅有1.4%,直到温度升至430℃左右才完全失重降解,适用于工作温度低于150℃的铝电解电容器工作电解液中。将合成的PEGS添加到铝电解电容器工作电解液中,考察了PEGS的添加量和pH值对铝电解电容器工作电解液的闪火电压、电导率的影响。结果表明:PEGS可以提高工作电解液的闪火电压,同时有效的抑制电导率的降低,在添加PEGS的质量分数为3%时,工作电解液的闪火电压最大可升高45V,电导率只降低100×10S/cm左右,PEGS做添加剂时最佳pH值为6.0。用含PEGS的工作电解液应用到铝电解电容器中,通过寿命试验,对铝电解电容器的电容量、漏电流、损耗正切值、寿命等性能进行研究。结果表明:加入PEGS后,铝电解电容器的漏电流小,损耗小,以及损耗和电容量的变化率减小,提高铝电解电容器的热稳定性,延长了铝电解电容器的寿命,在35℃的室温下,铝电解电容器的寿命可达140年。

关键词：聚乙二醇丁二酸酯溶剂直接酯化铝电解电容器工作电解液添加剂

PAN基季铵盐凝胶聚合物电解质的制备及其在超级电容器中的应用

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

PAN基季铵盐凝胶聚合物电解质的制备及其在超级电容器中的应用

作者：刘慧广州大学

学位级别：硕士

超级电容器主要由电极材料、集流体、隔膜和电解液组成,作为超级电容器的重要组成部分的电解质是极为重要的研究领域,不同类型的电解质往往对超级电容器性能产生较大影响。凝胶聚合物电解质超级电容器具有不漏液、安全的优点,适应电器... 详细信息

超级电容器主要由电极材料、集流体、隔膜和电解液组成,作为超级电容器的重要组成部分的电解质是极为重要的研究领域,不同类型的电解质往往对超级电容器性能产生较大影响。凝胶聚合物电解质超级电容器具有不漏液、安全的优点,适应电器设备向小型化、超薄型化方向发展。季铵盐类产品一直沿着绿色环保、易生物降解、不含APEO、甲醛等危害自然环境和人类健康的方向发展。随着公共意识的提高,环保质量的要求,此类产品不断满足社会发展的需求。而且季铵盐电解质的原料易得,生产工艺流程简单,是未来凝胶聚合物电解质盐的一个理想方向。本文首先以聚丙烯腈(PAN)作为聚合物基体,选择三种不同结构的季铵盐作为电解质盐:链状型季铵盐四乙基四氟硼酸铵(TEABF)、及环状型季铵盐四氟硼酸螺环季铵盐(SBPBF)和双草酸硼酸螺环季铵盐(SBPBOB),以二甲基亚砜(DMSO)作为增塑剂,制备了三种不同的PAN基季铵盐凝胶聚合物电解质。将制备好的凝胶聚合物电解质分别组装成模拟超级电容器,采用交流阻抗(EIS)、循环伏安(CV)和充放电(GCD)等电化学测试方法对凝胶聚合物电解质的电化学性能进行了测试分析,并且采用了红外(FI-TR)、热重(DG-DTG)进行表征分析。实验结果表明,PAN/TEABF凝胶聚合物电解质本体电阻Rb最小、电导率最大;PAN/TEABF、PAN/SBPBF、PAN/SBPBOB凝胶聚合物电解质的电化学稳定窗口分别为2.7V、2.6V、2.5 V;PAN/TEABF凝胶聚合物电解质的综合性能最佳,其比电容可达27.59 F/g,能量密度可达100.575 J/g,功率密度为0.675 KW/Kg,循环寿命最好。由PAN/季铵盐凝胶聚合物电解质的红外光谱分析得知PAN与TEABF很好的复合在一起,并保持原有的分子结构;螺环季铵盐SBPBF和SBPBOB相互作用对PAN结构的影响较为明显。由PAN/季铵盐凝胶聚合物电解质的TG-DTG图可知,PAN/季铵盐凝胶聚合物电解质具有良好的热稳定性。然后,在前文基础上,探讨了制备PAN/TEABF凝胶聚合物电解质的最佳工艺条件,并研究了加入无机填料纳米SiO作为添加剂,以提高凝胶聚合物电解质的性能。实验结果表明:随着电解质盐TEABF的添加量的增加,PAN/TEABF凝胶聚合物电解质的电导率、比电容、能量密度以及功率密度均有所增加,但是达到一定程度后,随着TEABF添加量的增加PAN/TEABF凝胶聚合物电解质的电化学综合性能反而下降,TEABF与PAN的最佳质量比是mTEABF/mPAN=0.5;随着静置时间的增加PAN/TEABF凝胶聚合物电解质的电化学性能先增加后来开始有所下降,制备PAN/TEABF凝胶聚合物电解质的最佳静置时间为60 h;随着纳米SiO添加量的增加,PAN/TEABF/SiO凝胶聚合物电解质的电导率、比电容、能量密度以及功率密度均有所增加,但是达到一定程度后,随着SiO添加量的增加PAN/TEABF/SiO凝胶聚合物电解质的电化学综合性能反而下降,当SiO的质量达到0.1 g(含量约为6.25%)时达到最大之后开始有所下降。PAN/TEABF/SiO凝胶聚合物电解质最佳比电容为33.05 F/g、充放电效率为88.6%、能量密度为148.70 J/g和功率密度为0.750 KW/Kg。而且PAN/TEABF/SiO凝胶聚合物电解质的电化学稳定性非常好,具有很好的应用价值。

关键词：聚丙烯腈季铵盐超级电容器凝胶电解质纳米SiO2

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

中学化学多媒体课堂中师生互动的研究

中学化学多媒体课堂中师生互动的研究

作者：李金芳广州大学

学位级别：硕士

随着计算机辅助教学走进课堂，传统的教学模式发生了重大改变。研究多媒体课堂中的师生互动与角色定位，对于指导现代多媒体教学有着重要的现实意义。目前已有的研究成果提供了一个理解性的结构框架，有助于从多个角度认识师生互动，... 详细信息

随着计算机辅助教学走进课堂，传统的教学模式发生了重大改变。研究多媒体课堂中的师生互动与角色定位，对于指导现代多媒体教学有着重要的现实意义。目前已有的研究成果提供了一个理解性的结构框架，有助于从多个角度认识师生互动，但多是从较高的理性层面去研究，很少深入到具体的教学环境中。本文采用文献分析法，对相关文献进行师生互动及师生角色定位的主题分析，通过对其中50篇最直接相关的师生互动的文献分析后发现，师生互动的主体、师生互动的行为方式(包括言语与非言语互动)以及互动中的角色定位等方面是当前研究的热点(研究频次达到20次以上)，而结合中学化学多媒体课堂研究师生互动很少涉及(研究频次仅为1)。本文正是由上述研究热点和薄弱环节两个方面入手，设计中学化学多媒体课堂上师生互动的调查问卷和访谈提纲。以上述调查问卷和访谈提纲为基础进行实证研究，分析结果表明，目前中学化学多媒体课堂上教师更多的是扮演着教学研究者、学生学习引导者和心理辅导者的角色。而多媒体课堂上的言语互动主要从提问、讨论、评价方面展开研究，较多的学生喜欢课堂提问—回答这个环节，对于回答过程中老师的评价和组织小组讨论也持积极的态度。多媒体课堂上教师的肢体语言和表情神态在非言语互动中显得尤为重要。经过实证研究分析，本文给出了中学化学多媒体课堂中师生互动的特点。言语互动上，教师语言的引导性肯定了师生互动中学生的主体性地位，学生勇于回答问题，教师提问对象差异性相应地不再明显，学生讨论积极性增高，活跃了多媒体课堂;多媒体课堂相比于传统课堂，非言语互动在互动范围和形式上都有了一些变化。研究表明，多媒体课堂上，师生互动的随意性和主体性的把握上还存在一定的问题，因此，教师要把握好多媒体课堂上的“动”，以及要转变思想，提高对学生主体性的认识，是本文对改善多媒体课堂中师生互动的教学参考建议。

关键词：师生互动教师角色中学化学多媒体教学