用于柔性超级电容器的凝胶聚合物电解质膜的制备_费浩杰
功 能 高 分 子 学 报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ＰｏｌｙｍｅｒｓＶｏｌ．２６Ｎｏ．２
２０１３年６月
收稿日期：２０１３－０３－
１９基金项目：国家自然科学基金项目（５１１７３０４２
）作者简介：费浩杰（１９８７－），男，浙江嘉兴人，硕士生，主要研究方向为凝胶聚合物电解质。Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｈｊ１２２５４７０１９＠１２６．ｃｏｍ通信联系人：包 华，Ｅ－ｍａｉｌ：ｂａｏｈｕａ＠ｅ
ｃｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ用于柔性超级电容器的凝胶聚合物电解质膜的制备
费浩杰， 包 华， 杨重阳， 王庚超
（华东理工大学材料科学与工程学院，超细材料制备与应用教育部重点实验室，上海２００２３７）摘 要： 以聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）提高戊二醛（ＧＡ）交联的聚乙烯醇（ＰＶＡ）凝胶在１ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４溶液中的溶胀度，
制备出一种用于柔性超级电容器的凝胶聚合物电解质膜，并对该电解质膜的结构、形貌、溶胀度、力学性能和电导率等进行了表征。在此基础上，组装了一种基于石墨烯电极的柔性超级电容器。结果表明：随着ＰＶＰ用量的增加，膜孔数量增多且孔径增大，溶胀度增加，电导率提高，但力学强度下降。电解质膜中ＰＶＰ质量分数为２０％时，所组装的柔性超级电容器的比电容为１１１Ｆ／ｇ
，其电化学性能的温度依赖性较低，稳定性较好。关键词： 聚乙烯醇；聚乙烯吡咯烷酮；凝胶聚合物电解质膜；柔性超级电容器中图分类号： ＴＭ５３ 文献标志码： Ａ 文章编号： １００８－９３５７（２０１３）０２－０１７４－
０５Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙ
ｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ ｆｏｒＦｌｅｘｉｂｌｅ Ｓｕｐｅｒｃａｐ
ａｃｉｔｏｒｓＦＥＩ Ｈａｏ－ｊｉｅ， ＢＡＯ Ｈｕａ， ＹＡＮＧ Ｃｈｏｎｇ－ｙａｎｇ， ＷＡＮＧ Ｇｅｎｇ
－ｃｈａｏ（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ
ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｈｙｄｒｏｇｅｌ ｐｏｌｙｍｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｆｏｒ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｕｓｉｎｇ
ｐｏｌｙ－ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ（ＰＶＡ）ａｎｄ ｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙｄｅ（ＧＡ），ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｐｏｌｙ（Ｎ－ｖｉｎｙｌ－２－ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）（ＰＶＰ）ｗａｓ ａｄｄｅｄ ｔｏｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｓｗｅｌｌｉｎｇ
ｒａｔｉｏ ｏｆ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ｉｎ １ｍｏｌ／Ｌ Ｈ２ＳＯ４．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｏｒｐｈｏ－ｌｏｇｙ，ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｒａｔｉｏ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｉｏｎｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃ－ｔｅｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｕｓｉｎｇ
ｐｒｅｐａｒｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ａｎｄ ｇｒａｐｈｅｎｅｐａｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｓｉｚｅ ｏｆ ｐｏｒｅｓ，ｔｈｅｓｗｅｌｌｉｎｇ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｉｏｎｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｏｆＰＶＰ ｃｏｎｔｅｎｔ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ＰＶＰ ｉｓ ２０％ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ，ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｉｓ １１１Ｆ／ｇ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｌｏｗ ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｇ
ｏｏｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ；ｐｏｌｙ（Ｎ－ｖｉｎｙｌ－２－ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）；ｈｙｄｒｏｇｅｌ ｐｏｌｙｍｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ；ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｕｐｅｒｃａｐ
ａｃｉｔｏｒｓ 近年来，
随着对柔性储能电源的需求越来越多，超级电容器作为新型绿色储能器件具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等优势，它的柔性化得到广泛关注［
１－
３］。柔性超级电容器主要包括两个重要部分：一个是柔性电极材料，另一个是固态电解质。目前，前者主要是基于碳纸［３］、碳纳米管纸［４］
、石墨烯纸［５－
７］等制备的复合电极材料。而凝胶聚合物电解质作为固态电解质的一种，因其具有高电导率也被
４
７１DOI:10.14133/https://www.wendangku.net/doc/a516424856.html,ki.1008-9357.2013.02.001
广泛关注［
８］
。聚乙烯醇（ＰＶＡ）
具有易加工、易成膜、价格低等特点，同时具有优异的弯曲性能，是代替水系电解液用于柔性电容器的理想材料［８］
。但目前柔性超级电容器大多采用物理交联的聚乙烯醇－硫酸（ＰＶＡ－Ｈ２ＳＯ４）凝胶作为固态电解质［４，７，９］
，它在高温下因物理交联点被破坏而呈现流动态，限制了其实际应用。而化学交联
的ＰＶＡ凝胶电解质在Ｈ２ＳＯ４中的溶胀度较低，
影响了其组装电容器的电化学性能。本文通过引入聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）来提高化学交联ＰＶＡ凝胶电解质在１ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４溶液中的溶胀度，
使其在高温下仍保持固态三维网络结构，同时内部具有更多的离子传输通道，提高了其电导率，进而提升了所组装的柔性超级电容器的比电容，该电容器的温度依赖性较低，稳定性较好。
１ 实验部分
１．１ 试剂
聚乙烯醇（ＰＶＡ）：化学纯，聚合度（１ ７５０±５０），上海凌峰化学试剂有限公司；石墨粉末：化学纯，国药集团化学试剂有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）、ｗ＝２５％的戊二醛（ＧＡ）水溶液、硫酸均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。
１．２ 凝胶聚合物电解质膜的制备
称取ＰＶＰ和ＰＶＡ，总质量为２ｇ，ＰＶＰ的质量分数分别为０、１０％、２０％和３０％；分别加入２４ｍＬ去离子水，在９０°Ｃ水浴中溶解；冷却后加入交联剂ＧＡ（ｍＧＡ∶ｍＰＶＡ＝１．２５％）和催化剂（２ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４溶液２００μＬ）倒在玻璃板上形成凝胶，在５０°Ｃ下干燥。将该凝胶放入１ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４溶液中，制得４种凝胶电解质膜，分别标记为ｇ－ＰＶＡ，ｇ－ＰＶＡＰ１０，ｇ－ＰＶＡＰ２０和ｇ－ＰＶＡＰ３０。１．３ 柔性电极的制备
运用改性Ｈｕｍｍｅｒ法［１
０］制备出氧化石墨烯分散液，再通过静电稳定还原方法［１１］
得到水分散石墨烯。将炭黑加入到水分散石墨烯溶液中，室温下超声搅拌，经过抽滤转移成膜得到以ＰＥＴ为衬底的柔性电极。１．４ 柔性超级电容器的组装
将凝胶聚合物电解质膜和石墨烯柔性电极，在１ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４溶液中浸润１２ｈ后，取出擦去多余溶液，并以三明治结构组装，膜和石墨烯电极的有效面积为１ｃｍ×２ｃｍ，电极边缘涂覆银胶，以减小接触电阻。１．５ 表征与测试
红外分析采用美国Ｎｉｃｏｌｅｔ ６７００红外光谱仪测定，采用全反射方式；采用日本Ｓ－４８００场发射扫描电镜仪对样品的形貌进行观察；电解质膜的电导率使用交流阻抗谱测试，频率范围为０．１Ｈｚ～１０ＭＨｚ，温度范围为１０～８０°Ｃ。
平衡溶胀度（ＥＳＲ）测试：将膜放入５０°Ｃ烘箱中烘干，质量记为ｍ１，将其浸入１ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４溶液中，达到溶胀平衡后，质量记为ｍ２，ＥＳＲ＝（ｍ２－ｍ１）×１００％／ｍ２。
溶失率（Ｌ）测试：将溶胀平衡后的膜，放入煮沸的去离子水中置换出Ｈ２ＳＯ４后，
烘干至恒重，质量记为ｍｔ，Ｌ＝（ｍ１－ｍｔ）
×１００％／ｍ１。试样的拉伸强度在日本岛津ＡＧ２２０００Ａ拉伸试验机上进行，将溶胀平衡的膜裁成５ｃｍ×２ｃｍ的样条，拉伸速率为１００ｍｍ／ｍｉｎ
。柔性超级电容器的充放电和循环伏安实验在上海辰华ＣＨＩ ６６０Ｄ电化学工作站上进行。充放电的电压范围为０～１Ｖ，电流密度为０．５Ａ／ｇ
；扫描速率为１０ｍＶ／ｓ，扫描电压范围为０～１Ｖ，温度范围为２０～８０°Ｃ。２ 结果与讨论
２．１ 全反射红外光谱
图１给出了ＰＶＡ、ＰＶＰ和ｇ－
ＰＶＡＰ２０的全反射红外谱图。ＰＶＡ和ＰＶＰ主链中Ｃ—Ｈ的特征吸收峰在５
７１第２期
费浩杰，等：用于柔性超级电容器的凝胶聚合物电解质膜的制备
图１ 样品的全反射红外谱图Ｆｉｇ．１ ＡＴＲ－ＦＴＩＲ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ｓａｍｐ
ｌｅｓ２ ９１７ｃｍ－１左右，ＰＶＡ中Ｃ—Ｏ的伸缩振动特征峰在１
０８６ｃｍ－１处，而ＰＶＰ中Ｃ＝Ｏ的强特征吸收峰在１ ６５５ｃｍ－１处，Ｃ—Ｎ的伸缩振动特征峰在１ ２８３ｃｍ－１处。ＰＶＡ和ＰＶＰ的特征峰都可以在ｇ－ＰＶＡＰ２０的谱图中找到。１ ７１８ｃｍ－１处微小的Ｃ＝Ｏ伸缩振动峰来自交联剂ＧＡ中的“自由”醛基基团，这表明ＰＶＡ与交联剂发生了交联反应，
形成了半互穿的交联网络结构［
１２］
。２．２ 扫描电镜图
图２为凝胶电解质膜的断面扫描电镜图。从图中看出，在未添加ＰＶＰ时，凝胶电解质膜虽然具有少量孔结构，但整体较为致密。随着ＰＶＰ用量的增加，电解质膜的孔结构越来越明显。这是因为，水溶性的ＰＶＰ并未交联，在１ｍｏｌ／Ｌ的
Ｈ２ＳＯ４溶液中浸润时，ＰＶＰ溶解于水，为ＰＶＡ三维网络提供了更多的孔结构。ｇ－ＰＶＡ，ｇ－ＰＶＡＰ１０，ｇ
－ＰＶＡＰ２０和ｇ－ＰＶＡＰ３０的溶失率分别为６．１％，８．６％，１３．６％和２２．０％。这表明未交联的ＰＶＡ和大多数ＰＶＰ被溶出，
所形成的孔结构有利于电解质的传输
。ａ—ｇ－ＰＶＡ；ｂ—ｇ－ＰＶＡＰ１０；ｃ—ｇ－ＰＶＡＰ２０；ｄ—ｇ－
ＰＶＡＰ３０图２ 电解质膜的断面场发射扫描电镜照片
Ｆｉｇ．２ Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ ＦＥ－ＳＥＭ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙ
ｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ２．３ 溶胀度与拉伸强度
图３为电解质膜在１ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４溶液中的溶胀度和拉伸强度的关系。从图中可以看出，随着ＰＶＰ用量的增加，溶胀度增大，但由于ＰＶＰ溶解于水，导致可承载应力的链段减少，拉伸强度不断下降。２．４ 电导率
图４为凝胶电解质膜的电导率图。如图所示，膜的电导率（σ）随着ＰＶＰ用量的增加而增加。这是由于ＰＶＰ的迁出为电解液提供了更多的容纳空间，即离子传输的通道。继续增加用量，电导率仍有所增加，但幅度变小。此外，膜的电导率随着温度的上升而增大，这与离子传输的温度依赖性有关，但随着ＰＶＰ用量的增加，其温度依赖性减小。ｇ－ＰＶＡ链段在较高的温度下，运动加剧，原本封闭的结构被打破，使其电导率变化很大。其组装的电容器在不同温度下很难具有稳定的电化学表现。电导率温度依赖性的减小，有利于电解
６７１功 能 高 分 子 学 报第２６卷
质膜的实际应用
。
ｃＨ２ＳＯ４
＝１ｍｏｌ／Ｌ图３ 凝胶电解质膜的溶胀度和拉伸强度
Ｆｉｇ．３ Ｓｗｅｌｌｉｎｇ
ｒａｔｉｏｓ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｇｅｌｅｌｅｃｔｒｏｌｙ
ｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ
ｓ图４ 电解质膜的电导率随温度的变化Ｆｉｇ．４ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ
ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅｓｃｈａｎｇｅｓ ｗｉｔｈ ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒ
ｅａ—Ｈｙｄｒｏｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ；ｂ—Ｇｒａｐｈｅｎｅ ｐａｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ；ｃ—Ｔｗｏ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｉｎ ｓｅｒｉｅｓ ｔｏ ｌｉｇ
ｈｔ ａ ｒｅｄ ＬＥＤ图５ 柔性超级电容器组装的照片
Ｆｉｇ．５ Ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ
ｏｆ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ２．５ 电化学性能
图５为柔性超级电容器的组装照片，在图中，两个串联的电容器可以点亮一个２Ｖ的ＬＥＤ灯。
图６（ａ）为凝胶电解质膜所组装的电容器的充放电曲线。可以看出，ｇ－ＰＶＡ凝胶电解质膜的充放电比电容最低，压降最大。这是由于，ｇ－ＰＶＡ在１ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４溶液中的溶胀率较低，离子含量有限，同时较致密的结构使膜缺少传输通道，
影响了离子的迁移。随着ＰＶＰ用量的增加，所组装超级电容器的比电容增大，当ｗ（ＰＶＰ）＝２０％时，比电容为１１１Ｆ／ｇ，但继续增加ＰＶＰ用量比电容基本保持不变（图６（ｂ
））
。图６ 柔性超级电容器的充放电曲线（ａ）和比电容柱状图（ｂ
）Ｆｉｇ．６ Ｇａｌｖａｎｏｓｔａｔｉｃ ｃｈａｒｇｅ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｖｅｓ（ａ）ａｎｄ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｏｆ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｕｐｅｒｃａｐ
ａｃｉｔｏｒｓ（ｂ） 图７为使用ｇ－ＰＶＡＰ２０电解质膜组装的柔性电容器在不同温度下的循环伏安曲线。采用化学交联的ＰＶＡ凝胶在高温下仍然保持稳定的固体形态。从图中看出，在２０°Ｃ和４０°Ｃ下的循环伏安曲线基本重合，６０°Ｃ和８０°Ｃ下的曲线形状相似，
面积略微变大。这表明了电容器的温度依赖性较低。而比电容随着温度的上升而增大，
它由聚集在双电层上的离子总量决定，与离子的迁移速率有关［１３］
。图８为ｇ－ＰＶＡＰ２０和ＰＶＡ－Ｈ２ＳＯ４所组装超级电容器在常温和７０°Ｃ下的循环稳定性曲线。在常温下，ｇ－ＰＶＡＰ２０和ＰＶＡ－Ｈ２ＳＯ４组装的电容器稳定性相近，
１ ０００次循环后，保持率分别为８９．０％和９０．７％。而７
７１第２期
费浩杰，等：用于柔性超级电容器的凝胶聚合物电解质膜的制备
在７０°Ｃ下，ｇ－ＰＶＡＰ２０的循环稳定性有所下降，波动较为明显，１ ０００次循环后，保持率为７８．３％。而ＰＶＡ由于物理交联点被破坏，呈流动态，不能被测试，如图中小插图所示，它在经过３次循环后，两个电极出现移位并脱离
。
图７ ｇ－Ｐ
ＶＡＰ２０凝胶电解质膜组装的柔性超级电容器的循环伏安曲线
Ｆｉｇ．７ Ｃｙｃｌｉｃ ｖｏｌｔａｍｍｏｇｒａｍｓ ｏｆ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｕｐｅｒｃａｐ
ａｃｉｔｏｒｓｂａｓｅｄ ｏｎ ｇ－ＰＶＡＰ２０ｈｙｄｒｏｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙ
ｔｅ ｍｅｍｂｒａｎ
ｅ图８ ｇ－ＰＶＡＰ２０和ＰＶＡ－Ｈ２ＳＯ４组装的超级
电容器的循环稳定性
Ｆｉｇ．８ Ｃｙｃｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ｏｆ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ａｓｓｅｍｂｌｅｄｗｉｔｈ ｇ－ＰＶＡＰ２０ａｎｄ ＰＶＡ－Ｈ２ＳＯ４
３ 结 论
向ＰＶＡ凝胶中添加ＰＶＰ，可使凝胶电解质膜形成孔结构，提高电解质膜的溶胀度和电导率，改善其组装的柔性超级电容器的电化学性能，但电解质膜的拉伸强度下降。用ｇ－ＰＶＡＰ２０电解质膜组装的电容器其比电容为１１１Ｆ／ｇ，在２０～８０°Ｃ其循环伏安性能优异，呈现较低的温度依赖性和较好的稳定性。参考文献：
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檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
１０４６．
（上接第１７８页）
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ｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍ Ａｃｔａ，２０１２，５９（１）：２９６－３０３．５
８１第２期 王芳平，等：ｐＨ敏感性Ｐ（ＡＭ－ＡＡ－ｃｏ－Ｃ８ＰｈＥＯ１０Ａｃ）水凝胶溶胀动力学及其对茶碱的控释
超级电容器原理及电特性
超级电容器原理及电特性 Principle & Electric characteristics of Ultra capacitor 辽宁工学院陈永真孟丽囡宁武 Chen Yongzhen Liao Ning Institute of Technology 摘要：叙述了超级电容器的基本结构和工作原理，比较全面地介绍了超级电容器的特点和在特定测试条件下的电特性，分析了如较大的ESR、发热等特殊电特性产生的原因，提出一些注意事项。 关键词：超级电容器 ESR 放电电流 Abstract:Basic structure & principle of ultra-capacitor are described in this paper. The characteristics about ultra-capacitor and electric characteristics in special measuring conditions are also introduced in detail. Some reasons of special electric characteristics are analyzed, such as big ESR and heat, at last some attentions are also put forward. Key words: ultra-capacitor ESR Discharging current 超级电容器是一种高能量密度的无源储能元件，随着它的问世，如何应用好超级电容器，提高电子线路的性能和研发新的电路、电子线路及应用领域是电力电子技术领域的科技工作者的一个热门课题。 1. 级电容器的原理及结构 1.1 超级电容器结构 图一为超级电容器的模型，超级电容器中，多孔化电极采用活性炭粉和活性炭和活性炭纤维，电解液采用有机电解质，如丙烯碳酸脂（propylene carbonate）或高氯酸四乙氨（tetraetry lanmmonium perchlorate）。工作时，在可极化电极和电解质溶液之间界面上形成的双电层中聚集的电容量c由下式确定： 其中ε是电解质的介电常数，δ是由电极界面到离子中心的距离，s是电极界 面的表面面积。 由图中可见，其多孔化电极是使用多孔性的活性碳有极大的表面积在电解液中吸 附着电荷，因而将具有极大的电容量并可以存储很大的静电能量，超级电容器的这一 特性是介于传统的电容器与电池之间。电池相较之间，尽管这能量密度是5%或是更 少，但是这能量的储存方式，也可以应用在传统电池不足之处与短时高峰值电流之中。 这种超级电容器有几点比电池好的特色。 图1超级电容器结构框图 1.2 工作原理 超级电容器是利用双电层原理的电容器，原理示意图如图2。当外加电压加到 超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态（通常为3V以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出：超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。 2.3 主要特点 由于超级电容器的结构及工作原理使其具有如下特点：
【CN109786826A】一种凝胶聚合物电解质及其制备方法及电池【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910234153.5 (22)申请日 2019.03.26 (71)申请人 惠州亿纬锂能股份有限公司 地址 516006 广东省惠州市仲恺高新区惠 风七路38号 (72)发明人 李强 侯桃丽 陈校军 曾冬冬 王成云 王晨 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 巩克栋 (51)Int.Cl. H01M 10/0565(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/058(2010.01) (54)发明名称 一种凝胶聚合物电解质及其制备方法及电 池 (57)摘要 本发明提供一种凝胶聚合物电解质及其制 备方法及电池，所述电解质的原料包括非水电解 液以及胶凝剂， 所述胶凝剂包括聚合物单体、交联剂以及引发剂。所述凝胶聚合物电解质解决了 软包电池易破裂漏液的问题，同时具有优异的防 火性能以及较高电导率。权利要求书1页 说明书4页CN 109786826 A 2019.05.21 C N 109786826 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109786826 A 1.一种凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述电解质的原料包括非水电解液以及胶凝剂，所述胶凝剂包括聚合物单体、交联剂以及引发剂。 2.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述非水电解液包括LiAlCl4·3SO2。 3.根据权利要求1或2所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述非水电解液与胶凝剂的质量比为1:99～99:1。 4.根据权利要求1-3任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，按照质量分数计，所述胶凝剂中交联剂0.01％～50％，引发剂0.01％～50％，余量为聚合物单体。 5.根据权利要求1-4任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物单体为具有良好成碳性能的聚合物单体； 优选地，所述聚合物单体为丙烯酸单体； 优选地，所述丙烯酸类单体包括丙烯酰胺和/或甲基丙烯酸甲酯。 6.根据权利要求1-5任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述交联剂包括三乙烯乙二醇二丙烯酸酯和/或聚乙烯醇。 7.根据权利要求1-6任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、过硫酸钠或过氧叔丁醇中的任意一种或至少两种的组合。 8.一种权利要求1-7任一项所述凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括： 将非水电解液与胶凝剂混合，固化后得到所述凝胶聚合物电解质。 9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为20～100℃； 优选地，所述加热固化的时间为1～120min。 10.一种包括权利要求1-7任一项所述凝胶聚合物电解质的软包电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括： 将电芯浸泡于非水电解液与胶凝剂的混合液中，取出并使所述电芯与隔膜贴合，加热固化，将所述电芯仅性软包封装，化成后得到所述软包电池。 2
凝胶聚合物电解质及锂离子电池性能研究
凝胶聚合物电解质及锂离子电池性能研究传统的液态锂离子电池由于低闪点低燃点有机电解液的存在,在其生产、运输和使用过程中存在安全隐患。凝胶聚合物电解质物理形态上是一种被溶剂溶胀的聚合物网络体系,不含流动态的可燃性有机电解液,能有效提高锂离子电池的安全性,且利于锂离子电池向着微型化、轻型化和高能量密度方向发展,是未来安全型锂离子电池的重要发展趋势。 本文瞄准开发高安全、高能量密度、高功率特性和长循环寿命的锂离子电池,系统研究了基于不同锂盐的聚氯乙烯（PVC）凝胶聚合物电解质的物化性能;开发了一种新型共混凝胶聚合物电解质,并系统研究了其物化性能、电池制备工艺和电池性能,从而提高凝胶聚合物电解质的机械强度、温度特性、离子电导率和界面稳定性,以及凝胶聚合物电池的循环、倍率和安全特性;通过引入惰性元素Cu 形成合金并且材料纳米化共同改性来提高锡基负极的结构稳定性,改善其循环及倍率特性,并对其对应的凝胶聚合物锂离子电池性能进行分析。主要内容分为以下三部分:（一）基于高氯酸锂（LiClO4）、双三氟甲烷磺酰亚胺锂（LITFSI）锂盐的PVC凝胶聚合物电解质的制备及其性能研究。 相比于LiClO4-PVC凝胶聚合物电解质,LITFSI-PVC凝胶聚合物电解质的内部孔的连通度较高,比表面积较大;LITFSI-PVC凝胶聚合物电解质抗拉强度为0.95 MPa,断裂伸长率为229.95%,机械强度略低于 LiClO4-PVC体系。由于LITFSI的离子间缔合作用小于 LiClO4,因此在相同的摩尔量下,基于LITFSI的PVC凝胶聚合物电解质具有更多游离的锂离子,有利于锂离子的输运,使得该凝胶聚合物电解质具有更高的离子电导率4.3×10-4 S/cm,且其电化学窗口大于5 V（vs
超级电容器原理和应用
超级电容器原理和应用 分类:移动互联的基本知识或讲座 2007.6.13 20:14 作者：kimberye | 评论：0 | 阅读：5029 超级电容器简介(图) 作者：Maxwell Technologies Bobby Maher 随着社会经济的发展，人们对于绿色能源和生态环境越来越关注，超级电容器作为一种新型的储能器件,因为其无可替代的优越性，越来越受到人们的重视。在一些需要高功率、高效率解决方案的设计中，工程师已开始采用超级电容器来取代传统的电池。 电池技术的缺陷 Li离子、NiMH等新型电池可以提供一个可靠的能量储存方案，并且已经在很多领域中广泛使用。众所周知，化学电池是通过电化学反应，产生法拉第电荷转移来储存电荷的，使用寿命较短，并且受温度影响较大，这也同样是采用铅酸电池（蓄电池）的设计者所面临的困难。同时，大电流会直接影响这些电池的寿命，因此，对于要求长寿命、高可靠性的某些应用，这些基于化学反应的电池就显出种种不足。 超级电容器的特点和优势 超级电容器的原理并非新技术，常见的超级电容器大多是双电层结构，同电解电容器相比，这种超级电容器能量密度和功率密度都非常高。同传统的电容器和二次电池相比，超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高，并具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点。 除了可以快速充电和放电，超级电容器的另一个主要特点是低阻抗。所以，当一个超级电容器被全部放电时，它将表现出小电阻特性，如果没有限制，它会拽取可能的源电流。因此，必须采用恒流或恒压充电器。 １０年前，超级电容器每年只能卖出去很少的数量，而且价格很贵，大约１～２美元／法拉，现在，超级电容器已经作为标准产品大批量供应市场，价格也大大降低，平均0.01～0.02美元／法拉。在最近几年中，超级电容器已经开始进入很多应用领域，如消费电子、工业和交通运输业等领域。
超级电容
超级电容器从储能机理上面分的话，超级电容器分为双电层电容器和赝电容器。是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器用途广泛。 超级电容器（supercapacitor,ultracapacitor）， 原理 又叫双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor)、电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC), 黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。 超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹提出的界面双电层理论基础上的一种全新的电容器。众所周知，插入电解质溶液中的金属电极表面与液面两侧会出现符号相反的过剩电荷，从而使相间产生电位差。那么，如果在电解液中同时插入两个电极，并在其间施加一个小于电解质溶液分解电压的电压，这时电解液中的正、负离子在电场的作用下会迅速向两极运动，并分别在两上电极的表面形成紧密的电荷层，即双电层。 它所形成的双电层和传统电容器中的电介质在电场作用下产生的极化电荷相似，从而产生电容效应，紧密的双电层近似于平板电容器，但是，由于紧密的电荷层间距比普通电容器电荷层间的距离要小得多，因而具有比普通电容器更大的容量。 双电层电容器与铝电解电容器相比内阻较大，因此，可在无负载电阻情况下直接充电，如果出现过电压充电的情况，双电层电容器将会开路而不致损坏器件，这一特点与铝电解电容器的过电压击穿不同。同时，双电层电容器与可充电电池相比，可进行不限流充电，且充电次数可达10^6次以上，因此双电层电容不但具有电容的特性，同时也具有电池特性，是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。
凝胶聚合物电解质的组成
凝胶聚合物电解质主要由聚合物、增塑剂，以及锂盐几部分组成。它具有液体电解质聚合物锂电池体系中的隔膜与离子导电载体的功能。 1、聚合物 聚合物在GPE中主要起骨架支撑作用。固体SPE中的聚合物都可以用作凝胶聚合物电解质的聚合物。对用作骨架材料的聚合物的要求是成膜性能好，膜强度高，电化学稳定窗口宽，在有机电解液中不分解等。比较好的聚合物骨架材料是Feuilladec首先采用的聚丙烯腈(Polyacrylonitrile，PAN)等高分子，除此之外还有聚氧乙烯(Polyethylene Oxide，PEO)，聚氧丙烯(Polypropylene Oxide，PPO)，聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，PVC)，聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride，PVdF)等高分子。 为了提高凝胶聚合物的机械性及导电能力，通常采用共聚、嫁接等方法生成交链聚合物。如偏氟乙烯(Vinylidene Fluoride，VdF)与六氟丙烯(Hexafluoride Propylene，HFP)形成的共聚物P(VdF-HFP)，PAN经常是与甲基丙烯酸甲酯(MethylMethacrylate，MMA)交链而形成共聚物P(AN—MMA)，PEO的共聚物结构中，氧乙烯基(OCH2CHz)与氧亚甲基(OCH2)相互交错，由于氧亚甲基的插入而抑制了聚合物PEO的结晶性，从而可以提高聚合物的导电性。PEO共聚物的结构式如下： 2、增塑剂
增塑剂的作用是造孔。一般是将增塑剂混溶于聚合物溶液中，成膜后将它除去，留下微孔用以吸附电解液。要求增塑剂与高聚物混溶性好，增塑效率高，物理化学性能稳定，挥发性小且无毒，不与聚合物电池材料发生反应。一般应选择沸点高，粘度低的低分子溶剂或能与高聚物混合的低聚体。例如，邻苯二甲酸二丁酯(DBP，沸点340℃)为增塑剂时，当DBP在聚合物溶液含量为40％(质量分数)时，经抽提后，聚合物膜的强度大幅提高，孔率50％。大于一般膜的40％孔率大于。因此，添加DBP40％～50％时，可以达到膜的要求。 凝胶聚合物电解质的增塑剂类似液体电解质体系的溶剂。 为了达到以上要求，通常采用混合碳酸酯溶剂。当然溶剂的混合比例不同，所得的电解质的导电性也不同。PC含量高则导电性高，因为PC常温下为液体，比常温下为固体的EC粘度要低。不同的溶剂混合也会影响电解质的导电性。 3、锂盐 电解质盐是指无机阴离子或有机阴离子与锂离子形成的锂盐。在锂离子电池中作为电解质盐使用的主要有LiCl04，LiBF4，LiF6，LiPFs，LiCF3SO。电解质盐对电解质的导电性的影响也很大，以LiPF6，LiAsF6的离子导电性最好，LiCl04及LiN(CF3S02)2的导电性次之 文章出处：https://www.wendangku.net/doc/a516424856.html,
聚丙烯酸凝胶聚合物电解质的合成与性能
聚丙烯酸凝胶聚合物电解质的合成与性能 1 . 1引言 丙烯酸酯类化合物与电解液有很好的相容性，对锂电极有较好的界面稳定性；聚丙烯酸酯的较低的玻璃化转变温度可以增强聚合物链段的运动能力，提 高凝胶电解质的离子导电率。丙烯酸酯类凝胶聚合物电解质在室温下为高弹态，机械性能得到了较大的提高。 本论文以丙烯酸酯类化合物作为凝胶单体，加入液体电解液、交联剂、引 发剂及其它共聚单体，采用现场热聚合工艺合成新型的交联共聚凝胶聚合物电 解质。对丙烯酸酯类凝胶电解质的导电性和机械性能做了详尽的研究，发现丙 烯酸酯类共聚凝胶电解质具有良好的机械性能和较高的离子电导率(高于 5mS/cm)。 1．2凝胶聚合物电解质的制备工艺 水凝胶是一种在水中能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物. 水以键合水、束缚水和自由水等形式存在于高分子网络之中而失去流动性, 使水凝胶柔软而能保持一定的形状[1]。 目前，凝胶聚合物电解质类锂离子电池已实现工业化生产，但是凝胶聚合 物电解质制备工艺存在一定的不足，较明显的问题是电解质的力学性能与电导 率之间的根本矛盾没有得到解决。现在的凝胶电解质的制备工艺程序复杂，导 致生产成本严重增加。制备出的凝胶聚合物锂离子电池的电化学和热化学性能 还不能令人满意。 1．2．1物理交联制备凝胶聚合物电解质 物理交联法制备电解质主要是依靠分子间相互作用力形成的，由于该作用 力较小且不稳定，制备的凝胶电解质在高温或长时间使用时容易发生溶解、溶 胀以及漏液等现象，且普遍存在制作工艺复杂、质量难于控制、生产成本高以 及存在安全隐患等缺点，所以不能满足固体凝胶电池商品化。 (1)Bellcore成膜法
超级电容器工作原理
超级电容器工作原理 超级电容器既拥有与传统电容器一样较高的放电功率，又拥有与电池一样较大的储存电荷的能力。但因其放电特性仍与传统电容器更为相似，所以仍可称之为“电容”。到现在为止，对于超级电容器的名称还没有统一的说法，有的称之为“超电容器”，有的称之为“电化学电容器”“双电层电容器”，有的还称之为“超级电容器”，总之名称还不统一。但是有人提出根据其储能机理，分为双电层电容器（靠电极 -电解质界面形成双电层）和赝电容器（靠快速可逆的化学吸-脱附或氧化-还原反应产生赝电容）两类。 （一）双电层电容器的基本原理 双电层电容器是利用电极材料与电解质之间形成的界面双电层 来存储能量的一种新型储能元件。当电极材料与电解液接触时，由于界面间存在着分子间力、库仑力或者原子间力的相互作用，会在固液界面处出现界面双电层，是一种符号相反的、稳定的双层电荷。对于一个电极-溶液体系来说，体系会因电极的电子导电和电解质溶液的离子导电而在固液界面上形成双电层。当外加电场施加在两个电极上后，溶液中的阴、阳离子会在电场的作用下分别向正、负电极迁移，而在电极表面形成所谓的双电层；当外加电场撤销后，电极上具有的正、负电荷与溶液中具有相反电荷的离子会互相吸引而使双电层变得更加稳定，这样就会在正、负极间产生稳定的电位差。 在体系中对于某一电极来说，会在电极表面一定距离内产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷，来使其保持电中性；当将两极和外
电源连接时，由于电极上的电荷迁移作用而在外电路中产生相应的电流，而溶液中离子迁移到溶液中会呈现出电中性，这就是双电层电容器的充放电原理。 从理论上说，双电层中存在的离子浓度要大于溶液本体中离子浓度，这些浓度较高的离子受到固相体系中异性电荷吸引的同时，还会有一个扩散回溶液本体浓度较低区域的趋势。电容器的这种储能过程是可逆的，因为它是通过将电解质溶液进行电化学极化实现的，整个过程并没有产生电化学反应。双电层电容器的工作原理如下图所示： （二）法拉第准电容器的基本原理 法拉第准电容器是在双电层电容器后发展起来的，有人将其简称为准电容。这种电容的产生是因为电极活性物质在其表面或者体相中
聚合物凝胶电解质制备实验报告
智能凝胶的制备及配方 摘要：高分子凝胶是由具有三维交联网络结构的聚合物与低分子介质共同组成的多元体系,其大分子主链或侧链上含有离子解离性、极性或疏水性基团,对溶剂组分、温度、pH值、光、电场、磁场等的变化能产生可逆的、不连续(或连续)的体积变化,所以可以通过控制高分子凝胶网络的微观结构与形态,来影响其溶胀或伸缩性能,从而使凝胶对外界刺激作出灵敏的响应,表现出智能。 1.概述： 水凝胶是一种柔软、湿润的网络结构材料，在仿生材料或生物医学材料领域有广泛的应用前景。但传统的水凝胶机械性能差，限制了其应用。目前，人们主要通过合成具有拓扑结构、双网络结构（DN gel）的水凝胶、或者采用纳米复合或click技术来提高水凝胶的机械性能。本实验主要以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体制备第一网络。以丙烯酰胺（AAM）为单体作为第二网络并均匀分散于第一网络中，并聚合成第二网络。以N，N '-亚甲基双丙烯酰胺（NMBA）为交联剂，以过硫酸铵（APS）为引发剂，以去离子水作为溶剂进行反应，得到双网络水凝胶（DN凝胶）。分别考查了不同AAM含量以及不同引发剂用量DN凝胶的拉伸性能及溶胀性能。 2.实验材料 2.1实验药品
丙烯酰胺（AAM）； 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）； NN'-亚甲基双丙烯酰胺（NMBA）； 过硫酸铵（APS）； 去离子水； 2.2实验仪器 REGER-300型微机控制万能材料试验机； HH-1 型电热恒温水浴锅（北京科伟永兴仪器有限公司）； ZD79-B真空干燥箱（北京兴争仪器设备厂）； FA1104A电子天平（上海精天电子仪器厂）； 其他：烧杯，玻璃片，表面皿，量筒，玻璃棒，滴管，镊子，小刀，封口膜等。 3.实验过程 3.1 聚合物第一网络(PAMPS)系列 ①将一定量的水、精制AMPS 、过硫酸铵、N,N '-亚甲基双丙烯酰胺加入烧杯中，得到无色透明溶液。 ②将上述溶液，加入两片载玻片和橡胶隔层制成的模具中，密封。 ③将上述模具放入60℃水浴中加热，恒温下反应4个小时后，停止反应。即得无色透明凝胶。 ④出料时，将四组反应产物从玻片中取出。 表1 第一网络配方
超级电容器基本原理及性能特点
聚焦超级电容选型与应用 上网时间：2010-05-27 作者：Zoro 来源：电子元件技术网 超级电容和电池都是能量的存储载体，但二者有不同的特点。超级电容通过介质分离正负电荷的方式储存能量，是物理方法储能，电池是通过化学反应的方法来储能。超级电容充放电次数可达百万次，而电池只有1000次，显然超级电容寿命要远大于电池，降低维护成本且有利于环保。 超级电容充放电速度快，能够在机车启动时提供能量，刹车时捕获能量，因为超级电容充放电的时间在1秒左右，正好与机车刹车或启动的时间匹配。其他设备比如风力发电中，风轮机变桨的时候要提供能量也是在这个时间段。而电池的充放电大概在1小时到10个小时左右，而传统用于滤波的电容，充放电为0.03秒。 超级电容放电速度快，而且容量大，能够瞬间释放巨大的能量，能够用作备用电源，在系统突然断电时，在极短时间内为系统提供能量。超级电容也可以用作发动机或动力电池的辅助，提高发动机的运行效率和能量利用效率。在系统启动时，超级电容将捕获的能量释放，满足峰值功率要求，从而减轻电池或发动机的负担。 除此之外，超级电容还能用于自动抄表系统中的智能电表（水表，燃气表）、相机闪光灯、混合动力汽车。超级电容节能、环保、高效的特点迎合了当下节能减碳的设计诉求。本期半月谈聚焦超级电容，通过以下三个方面介绍超级电容：
超级电容器基本原理及性能特点 超级电容属于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。 超级电容与电池的比较 相对铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池，超级电容具有节能、超长使用寿命、安全、环保、宽温度范围、充电快速、无需人工维护等优点。本文通过图表来对比各种不同储能产品的特点。 超级电容的典型应用与选型 超级电容容量大，充放电速度快，而且充放电循环可达百万次，非常适合用作备用电源和提供峰值功率。本文介绍超级电容的工作原理，并着重介绍在集装箱龙门吊车和智能电表上的应用。
超级电容器的发展与应用
常州信息职业技术学院 学生毕业设计（论文）报告 系别：电子与电气工程学院 专业：微电子技术 班号：微电071 学生姓名：徐天云 学生学号：0706033131 设计（论文）题目：超级电容器的发展与应用指导教师：刘民建 设计地点：常州信息职业技术学院起迄日期：2009.7.1—2009.8.20
毕业设计（论文）任务书 专业微电子信技术班级微电071姓名徐天云 一、课题名称：超级电容器的发展与应用 二、主要技术指标：额定容量、额定电压、额定电流、最大存储能量、能量密度、功率密度、使用寿命、循环寿命、等效串联电阻、漏电流等技术指标 三、工作内容和要求：本文先从普通电容器入手，进而引出超级电容器的产生。从而以此为基础，阐释了超级电容器的构造、定义、以及工作原理。接着从超级电容器的性能技术介绍其使用特点和注意事项，然后又介绍了超级电容器的发展与现状以及其在生产生活中的应用。最后还进行其以后发展的广阔前景。 四、主要参考文献：[1]夏熙、刘洪涛，一种正在发展的储能装置—超电容器（2）[J]电池工业，2004，9（4）：181-188； [2]钟海云，李荐，戴艳阳，等，新型能源器件—超级电容器研究发展最新动态[J]电源技术，2004，25（5）：367-370； [3]薛洪发，超大容器器在铁路运输生产中的应用[J]中国铁路2000（5）：52.。 学生（签名）2009年6 月26 日 指导教师（签名）2009年6 月26 日 教研室主任（签名）2009年6 月27 日 系主任（签名）2009年6 月28 日
毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 一、选题的背景和意义： 超级电容器发展始于20世纪60年代，起先被认为是一种低功率、低能量、长使用寿命的器件。但到了20世纪90年代，由于混合电动汽车的兴起，超级电容器才受到广泛的关注并迅速发展起来。现今，大功率的超级电容器被视为一种大功率物理二次电源，各发达国家都把对超级电容器的研究列为国家重点战略研究项目。目前，超级电容器在电力系统中的应用越来越受到关注。此外，超级电容器还活跃在电动汽车、消费类电子电源、军事、工业等高峰值功率场合。 二、课题研究的主要内容： 主要介绍了超级电容器的构造、定义以及其工作原理，还阐释了超级电容器的特点和使用注意事项，以及超级电容器的发展与现状。最后介绍了超级电容器在生产生活中的应用。 三、主要研究（设计）方法论述： 通过查阅书籍了解超级电容器的基本概念等信息，结合以前所学的电子专业知识认真研究课题。借助强大的网络功能，借鉴前人的研究成果更好的帮助自己更好地理解所需掌握的内容。通过与老师与同学的讨论研究，及时地发现问题反复地检查修改最终完成
聚合物电解质
聚合物电解质 聚合物锂电池在电池市场上占主导地位，但是你知道吗？聚合物锂电池电解质是有液体和固态之分的，下面就来了解一下吧。 （一）聚合物锂电池的液态电解质 电解质的选用对锂离子电池的性能影响非常大，它必须是化学稳定性能好尤其是在较高的电位下和较高温度环境中不易发生分解，具有较高的离子导电率，而且对阴阳极材料必须是惰性的，不能浸腐它们。由于锂离子电池充放电电位较高而且阳极材料嵌有化学活性较大的锂，所以电解质必须采用有机化合物而不能含有水。但有机离子导电率都不好，所以要在有机溶剂中加入可溶解的导电盐以提高离子导电率。目前锂离子电池主要是用液态电解质，其溶剂为无水有机物，多数采用混合溶剂。 常见的有机液体电解质一般是1molL锂盐/混合碳酸脂溶剂构成的体系。作为传递电荷与传质过程的介质，锂离子电池适用的电解液通常应满足以下几方面的要求： A.在较宽的温度范围内具有较高的电导率，最好达到（1~2）×10-3S/cm以上，锂离子迁移数尽可能高； B.液态温度范围（液程）宽，至少在-20~80℃范围内为液体； C.化学稳定性好，与电极活性物质（如正、负极材抖）、集流体、隔膜等基本上不发生反应 D.与电极材料的相容性好，能形成稳定、有效的钝化膜； E.电化学稳定性好，分解电压高，以减少电池的自放电和工作时电池内压的升高； F.闪点、燃点高，安全性好； G.环境友好性，分解产物对环境影响较小。 上述要求是实现锂离子电池低内阻、长寿命和高安全性的重要保证。锂盐、有机溶剂的选择和电解质溶液的优化决定着电池的循环效率、工作电压、操作温度和储存期限等是开发锂离子电池的关键技术之一。从某种意义上说，锂离子电池液体电解质对电池性能具有决定性的作用。 经过几十年的研究和实践，锂离子电池使用的电解液己基本成型，商品化的电解液一般选择LiPF6作为锂盐，溶剂多为碳酸乙烯脂（EC）与碳酸二甲脂（DMC）或者碳酸二乙酯（DEC）构成的混合溶剂。此外，还有少量基于特殊目的使用的电解液体系。这些电解液体系，支撑着锂离子电池的商品化以及今后的研究和发展。 （二）聚合物锂电池的固态电解质 用金属锂直接用作阳极材料具有很高的可逆容量，其理论容量高达 3862mAh.g1，是石墨材料的十几倍，价格也较低，被看作新一代锂离子电池最有吸引力的阳极材料，但会产生枝晶锂。采用固体电解质作为阳极材料成为可能。此外使用固体电解质可避免液态电解液漏夜的缺点，还可把电池作成更薄（厚度仅为0.1mm），能量密度更高，体积更小的高能电池。破坏性实验表明固态锂离子电池使用安全性能很高，经钉穿，加热，短路和过充等破坏性实验，液态电解
缩减讲稿 超级电容器电极的制备及性能测试
超级电容器电极的制备及性能测试 超级电容器的主要技术指标有比容量、充放电速率、循环寿命等。 本实验采用EC500系列电化学工作站三电极法（包括循环伏安法、交流阻抗等），考察不同活化方法处理后电极的电化学性能。 1.循环伏安法 1.1电化学体系三电极介绍 电化学体系借助于电极实现电能的输入或输出，电极是实施电极反应的场所。 一般电化学体系分为二电极体系和三电极体系，循环伏安法通常采用三电极系统。相应的三个电极为工作电极（研究电极W）、参比电极(R)和辅助电极（对电极C）。 三电极组成两个回路： 研究电极和参比电极组成的回路构成一个不通或基本少通电的体系，利用参比电极电位的稳定性来测量工作电极的电极电位。 研究电极和辅助电极组成另一个回路构成一个通电的体系，用来测量工作电极通过的电流。这就是所谓的“三电极两回路”，也就是测试中常用的三电极体系。利用三电极体系，来同时研究工作电极的电位和电流的关系。 图 1 三电极系统原理图 对于三电极测试系统，之所以要有一个参比电极，是因为有些时候工作电极和辅助电极的电极电位在测试过程中都会发生变化，为了确切的知道其中某一个电极的电位（通常是工作电极的电极电位），就必须有一个在测试过程中电极电位恒定且已知的电极作为参比来进行测量，以为研究电极提供一个电位标准。 但是，仅仅使用三电极体系还不够，因为，随着电化学反应的进行，研究电极表面的反应物质的浓度不断减少，电极电位也随之发生或正或负的变化，也就是说随着电化学反应的进行，研究电极的电位会发生变化。为了使电极电位保持稳定，即将研究电极对参比电极的电位保持在设定的电位上，通常使用恒电位电解装置（恒电位仪），这样，便用了恒电位仪的三电极体系，可以为我们提供用以解释电化学反应的电流—电位曲线，这种测定电流—电位曲线的方法叫做伏安法。
超级电容器原理介绍及实验分析
五、结果与分析 1、实验过程总结与知识点查阅 ○1超级电容器的结构：[1] 超级电容器主要由三部分组成：电极、电解液和隔膜，其中电极由集流体和电极材料组成。本实验中，集流体为泡沫镍，集流体起到降低电极内阻的作用，活性物质为三维石墨烯-Co3O4复合材料。 ○2超级电容器的分类及原理 分为双电层电容器和赝电容器 双电层电容器：充电时，电解液中的带电粒子被吸附在电极表面，形成双电层结构，从而将能量储存起来。在双电层电容器工作的过程中，电解液中的粒子只发生电迁移、扩散、传质，完全是物理过程，不会和电极发生氧化还原反应。在充电时，接正极的电极集流体和活性物质带正电，活性物质吸附电解液中的负离子从而形成双电层结构。同样的，接负极的活性物质带负电，吸引电解液中的阳离子形成双电层结构。整个超级电容器相当于两个电容器串联。循环性能好，比电容较低。 赝电容器：由于电解液中粒子与电极材料发生高度可逆的氧化还原反应，形成不稳定的产物，将能量储存起来。在充电时，活性物质与电解液中的粒子在电极表面或者电极表面及内部发生高度可逆的化学吸附；在放电时则进行解吸附的过程。循环性能差，比电容高。 ○3超级电容器的电极材料[2]： （1）炭材料：活性炭、碳纳米管、石墨烯等。主要用于双电层电容器，比容量较低，而且能量密度与功率密度也较低。 ( 2 )过渡金属氧化物和导电聚合物，主要用于赝电容器，比容量与能量密度较高，导电性能和循环稳定性相对活性炭较差。 （3）改进材料：制备碳材料与金属氧化物或导电聚合物的复合材料，同时拥有比电容高和循环性能好的优点，如本实验中的三维石墨烯-Co3O4复合材料。 ○4循环伏安法测试及其原理 循环伏安法是指在工作电极和参比电极之间施加三角波扫描电压，记录工作电极上响应电流与施加电位之间的关系曲线，即循环伏安图。从伏安图的波形、氧化还原电流的数值及
超级电容的结构和工作原理
超级电容的结构和工作原理 超级电容器又称双电层电容器、黄金电容、法拉第电容，是一种新型的储能原件，它兼有物理电容器和电池的特性，能提供比物理电容器更高的能量密度，比电池具有更高的功率密度和更长的循环寿命，并且这种电容器己在工业领域实现产业化和实际应用。如在考虑到环保需要而设计开发的电动汽车和复合电动汽车的动力系统中，若单独使用电池将无法满足动力系统的要求，然而将高功率密度电化学电容器与高能量密度电池并联组成的混合电源系统既满足了高功率密度的需要，又满足了高能量回收的需要。高能量密度、高功率密度的电化学电容器正在成为人们研究的热点。 1.超级电容器的结构 超级电容器结构上的具体细节依赖于对超级电容器的应用和使用。由于制造商或特定的应用需求，这些材料可能略有不同。所有超级电容器的共性是，他们都包含一个正极，一个负极，及这两个电极之间的隔膜，电解液填补由这两个电极和隔膜分离出来的两个的孔隙。 超级电容器的结构如图1所示．是由高比表面积的多孔电极材料、集流体、多孔性电池隔膜及电解液组成。电极材料与集流体之间要紧密相连，以减小接触电阻；隔膜应满足具有尽可能高的离子电导和尽可能低的电子电导的条件，一般为纤维结构的电子绝缘材料，如聚丙烯膜。电解液的类型根据电极材料的性质进行选择。 图1 超级电容器的基本结构 上图中各部分为：（1）：聚四氟乙烯载体；（2）（4）：活性物质压在泡沫镍集电极上；（3）：聚丙烯电池隔膜。 超级电容器的部件从产品到产品可以有所不同。这是由超级电容器包装的几何结构
决定的。对于棱形或正方形封装产品部件的摆放，内部结构是基于对内部部件的设置，即内部集电极是从每个电极的堆叠中挤出。这些集电极焊盘将被焊接到终端，从而扩展电容器外的电流路径。 对于圆形或圆柱形封装的产品，电极切割成卷轴方式配置。最后将电极箔焊接到终端，使外部的电容电流路径扩展。 图1.2超级电容器电极 2.超级电容器的工作原理 由于储能机理的不同，人们将超级电容器分为：(1)基于高比表面积电极材料与溶液问界面双电层原理的双电层电容器；(2)基于电化学欠电位沉积或氧化还原法拉第过程的赝电容器。赝电容与双电层电容的形成机理不同，但并不相互排斥。大比表面积准电容电极的充放电过程会形成双电层电容，双电层电容电极(如多孔炭)的充放电过程往往伴随有赝电容氧化还原过程发生，实际的电化学电容通常是两者共存的宏观体现，要确认的只是何者占主要的问题。实践过程中，人们为了达到提高电容器的性能，降低成本的目的，经常将赝电容电极材料和双电层电容电极材料混合使用，制成所谓的混合电化学电容器。混合电化学电容器可分为两类，一类是电容器的一个电极采用赝电容电极材料，另一个电极采用双电层电容电极材料，制成不对称电容器，这样可以拓宽电容器的使用电压范围，提高能量密度；另一类是赝电容电极材料和双电层电容电极材料混合组成复合电极，制备对称电容器。 （1）双电层电容器 一对浸在电解质溶液中的固体电极在外加电场的作用下，在电极表面与电解质接触的界面电荷会重新分布、排列。作为补偿，带正电的正电极吸引电解液中的负离子，负极吸引电解液中的正离子，从而在电极表面形成紧密的双电层，由此产尘的电容称为双电层电容。双电层是由相距为原子尺寸的微小距离的两个相反电荷层构成，这两个相对
超级电容器应用领域
超级电容器简介https://www.wendangku.net/doc/a516424856.html, 超级电容器是一种介于电池和普通电容之间的、专门用于储能的特种电容器。具有容量大、功率密度高、循环寿命长等优点,是一种理想的高稳定性、大功率二次电源。超级电容器原理图 特点：双电层储能，物理变化，无化学反应 特性与优势 低内阻，高功率 免维护（500000次循环充放电，10年使用寿命） 定制各类尺寸单体及模组 定制各类耐高温、耐高压、超低内阻、超低自放电、超长寿命的单体 提供完整的系统解决方案 应用类型
●脉冲电源https://www.wendangku.net/doc/a516424856.html, ●备用电源 ●主电源 ●内存备份电源 应用领域 ●工业 ●消费类电子产品 ●医疗 ●交通运输 ●军事 项目优势 超级电容器应用 在有记忆储存功能的电子产品中做后备电源，数据保护和备份，保持时间，适用于带CPU的 玩具、手电筒、洁具、自行车尾灯、音响、助听器、礼花、充电器、DVD机、收音机、冰箱、空调、背投和液晶电视、洗碗机、鱼漂、消毒柜、电子门锁、热水器、燃气灶、电饭煲、熨衣架、待机转嫁器、数码相框、机顶盒、微波炉、遥控器、汽车黑匣子 公用电器、工业及医疗电器：（用作小功率器件的电源） 税控机、控制器（温度控制器）、触摸屏、摄像头、扫描仪、投影仪、考勤钟、计数
器、显示屏、彩票机、银行终端、公汽读卡器、身份识别、复印机、打印机、X光机、磁共振、道钉机、电焊机、皮带机、激光器、矿灯、工业仪表、雷管、电动工具 网络通讯：（中型模组、模块、工作时间不是很长的、瞬间工作的） 电脑、电话、手机、信息终端、通讯站、GPS、电力数据传输 风光发电： 风力发电、变浆、接收转换、太阳能发电（储能）、太阳能灯（警示灯、标识灯、道钉灯、地埋灯）、太阳能手电 交通工具： 摩托车启动、机车启动、电动汽车辅助动力、汽车启动、电动自行车辅助动力、汽车音响、车载监控 后备电源： 开关柜、直流屏、负荷调整电源、故障定位、变频器、脉冲电源、应急灯、救生绳、报警器、卷帘门、与电池配套电源、断电保护 能量回收： 吊车、矿井、机车、电梯、抽油机 军工：战斗机、军车、坦克、雷达、精准炮弹、激光炮、电磁炮、警棍 如果需要以下其中一项，那超级电容就最合适不过了 一、要求瞬间比较大电流放电. 如USB产品要用0.5A以上电流, 闪光灯, 电动工具. 二、要用电池, 但永远不更换, 免维护. 如太阳能道钉灯、地埋灯. 智能水,电,气表 三、要求快速充电, 如警卫手电筒, 玩具,电动工具 四、要求充放次数多过电池, 浮充也不需要更换电池, 如应急灯 五、要求在零下40度也能正常保持能量工作, 如汽车/电动车泠起动 六、要求将微弱至大电流能量快速回收, 如独力太阳能发电, 节能电梯, 环保汽车 七、要求轻的移动电源, 如遥控飞机
超级电容的结构和工作原理
超级电容的结构和工作原理 1、超级电容器的结构超级电容器结构上的具体细节依赖于对超级电容器的应用和使用。由于制造商或特定的应用需求，这些材料可能略有不同。所有超级电容器的共性是，他们都包含一个正极，一个负极，及这两个电极之间的隔膜，电解液填补由这两个电极和隔膜分离出来的两个的孔隙。超级电容器的结构如图1所示、是由高比表面积的多孔电极材料、集流体、多孔性电池隔膜及电解液组成。电极材料与集流体之间要紧密相连，以减小接触电阻；隔膜应满足具有尽可能高的离子电导和尽可能低的电子电导的条件，一般为纤维结构的电子绝缘材料，如聚丙烯膜。电解液的类型根据电极材料的性质进行选择。图1 超级电容器的基本结构上图中各部分为：（1）：聚四氟乙烯载体；（2）（4）：活性物质压在泡沫镍集电极上；（3）：聚丙烯电池隔膜。超级电容器的部件从产品到产品可以有所不同。这是由超级电容器包装的几何结构决定的。对于棱形或正方形封装产品部件的摆放，内部结构是基于对内部部件的设置，即内部集电极是从每个电极的堆叠中挤出。这些集电极焊盘将被焊接到终端，从而扩展电容器外的电流路径。对于圆形或圆柱形封装的产品，电极切割成卷轴方式配置。最后将电极箔焊接到终端，使外部的电容电流路径扩展。图 1、2超级电容器电极
2、超级电容器的工作原理由于储能机理的不同，人们将超级电容器分为：(1)基于高比表面积电极材料与溶液问界面双电层原理的双电层电容器；(2)基于电化学欠电位沉积或氧化还原法拉第过程的赝电容器。赝电容与双电层电容的形成机理不同，但并不相互排斥。大比表面积准电容电极的充放电过程会形成双电层电容，双电层电容电极(如多孔炭)的充放电过程往往伴随有赝电容氧化还原过程发生，实际的电化学电容通常是两者共存的宏观体现，要确认的只是何者占主要的问题。实践过程中，人们为了达到提高电容器的性能，降低成本的目的，经常将赝电容电极材料和双电层电容电极材料混合使用，制成所谓的混合电化学电容器。混合电化学电容器可分为两类，一类是电容器的一个电极采用赝电容电极材料，另一个电极采用双电层电容电极材料，制成不对称电容器，这样可以拓宽电容器的使用电压范围，提高能量密度；另一类是赝电容电极材料和双电层电容电极材料混合组成复合电极，制备对称电容器。（1）双电层电容器一对浸在电解质溶液中的固体电极在外加电场的作用下，在电极表面与电解质接触的界面电荷会重新分布、排列。作为补偿，带正电的正电极吸引电解液中的负离子，负极吸引电解液中的正离子，从而在电极表面形成紧密的双电层，由此产尘的电容称为双电层电容。双电层是由相距为原子尺寸的微小距离的两个相反电荷层构成，这两个相对的电荷层就像平板电容器的两个平板一样。Helmholtz首次提出此模型。如图2所示。能量是以电荷的形式存储在电极材料
锂离子电池聚氨酯型凝胶态聚合物电解质的研究
锂离子电池聚氨酯型凝胶态聚合物电解质的研究* 吴 川1,2,潘春花1,吴 锋1,2,白 莹1,2,叶 霖3,冯增国3 (1.北京理工大学化工与环境学院,北京100081;2.国家高技术绿色材料发展中心,北京100081; 3.北京理工大学材料科学与工程学院,北京100081) 摘 要: 采用一种自制新型超支化聚醚(PH EMO)与甲苯2,4-二异氰酸酯(MDI)在电解液中进行缩合反应,制备了一种具有交联网状结构的聚氨酯(PEU)型凝胶态聚合物电解质。利用傅立叶红外光谱(FT IR)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(T GA)、交流阻抗谱等测试方法对聚合物电解质的结构、热稳定性能、离子电导率进行了研究。研究发现:上述制备的PM-1M-Z4聚合物电解质体系室温电导率可达2.53 10-3S/cm,电化学稳定窗口为2.3~4.0V,并且具有较好的热稳定性和优良的机械性能。此外,在这种新型的电解质中,电解液小分子被聚合物大分子包裹在其中,可有效防止凝胶聚合物电解质的漏液问题,从而可提高锂离子电池的安全性能。 关键词: 聚合物电解质;聚氨酯;超支化聚醚;离子电导率 中图分类号: O646文献标识码:A 文章编号:1001-9731(2007)10-1672-03 1 引 言 聚合物锂离子电池是在液态锂离子二次电池的基础上发展起来的一种新型锂离子二次电池,具有能量密度高、全性能好和循环寿命长等优点,并且可以做成任意形状,因此受到人们关注[1,2]。聚合物电解质是聚合物锂离子二次电池的关键组成,要求具有较高的离子电导率、良好的电化学稳定性、环境友好性和优良的力学性能[3]。 聚氨酯具有典型的两相结构,位于软段的醚氧基团和位于硬段的羰基基团均能与金属离子发生络合作用,保证体系具有较好的离子导电性能;而聚氨酯中强烈的氢键作用会促使硬段的聚集,产生物理交联点,从而保证了良好的力学性能。在以前的工作中,以PH EM O为软段,六次甲基二异氰酸酯(H DI)为硬段,并添加了小分子增塑剂合成了一种聚氨酯型凝胶态聚合物电解质[4]。为了进一步提高聚合物电解质的电导率和力学性能,本文硬段选用M DI,与H DI相比,M DI 结构中有两个苯环,增加了分子链的刚性;两苯环之间又有一个亚甲基,由于碳碳单键的内旋转,增强了大分子链的空间旋转性,使得力学性能更为突出[5]。 此外,这种具有交联网状结构的凝胶态聚合物电解质与聚偏氟乙烯(PVDF)[6]类微孔结构的凝胶态聚合物电解质相比,因聚合物大分子将小分子电解液包裹在里面呈现无孔结构,不仅吸液量多,离子电导率高,而且可有效防止漏液,提高电池的安全性能[7]。 本文以PH EM O为软段,MDI为硬段,在电解液中进行缩聚反应,通过改变锂盐浓度和电解液质量,制备了一系列新型的直接包裹电解液的聚氨酯型凝胶态聚合物电解质。利用循环伏安、交流阻抗谱、FT IR、DSC、T GA等测试方法对凝胶态聚合物电解质的电化学性能、热稳定性进行了研究。 2 实 验 2.1 PH EM O的合成 先合成出3-{2-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]乙氧基}甲基-3 -甲基氧杂环丁烷(H EM O)单体[8]。在氮气保护下的干燥圆底烧瓶中,依次加入 4.4ml CH2Cl2,4.62g H EM O和0.22g三氟化硼乙醚(BF3 OEt2),常温下反应72h。然后以CH2Cl2为溶剂,正己烷作沉淀剂,反复溶解沉淀3次,得到无定形聚合物, 40 条件下真空干燥24h,即得到PH EMO。 2.2 凝胶态聚合物电解质的制备 以双三氟甲基磺酸亚胺锂(LiT FSI,Aldrich公司)为溶质,三乙二醇双甲醚(T GE,Acros公司)为溶剂配制成电解液,然后加入一定量PH EM O和M DI,在50 真空干燥箱中先抽真空消除气泡,然后充满氮气反应24h,PH EM O和MDI发生聚合反应生成聚氨酯将电解液包裹在其中,从而得到一系列成膜性良好的聚合物电解质。 不同聚合物电解质的编号及组成如表1所示。2.3 聚合物电解质性能测试 FT IR测试在Shim adzu IR Prestig e-21红外光谱仪上进行,测试范围为4000~400cm-1,扫描20次,分辨率为4cm-1;DSC测试采用Q100-DSC示差扫描量热仪,N2保护,先升温后淬冷消除热历史,正常测试升温速率10 /min;离子电导率采用交流阻抗法,在电化学工作站(CH I660A,上海辰华仪器公司)上测试,温 1672功 能 材 料2007年第10期(38)卷 *基金项目:国家重点基础研究发展规划(973计划)资助项目(2002CB211800);北京理工大学优秀青年教师资助计划项目(000Y05-21) 收到初稿日期:2007-04-13收到修改稿日期:2007-06-29通讯作者:吴 川 作者简介:吴 川 (1974-),男,重庆人,副教授,博士,主要从事洁净能源与二次电池材料的研究。