基于C-MEMS工艺的微型钠离子电容器构筑及性能开题报告
2020-04-25 20:23:40
1. 研究目的与意义(文献综述)
近年来,随着电子设备小型化、微型化的发展趋势,极大促进了人们对微型储能装置的需求。
目前,微型设备主要依赖于薄膜电池或者微型电池提供能量,虽然这两类储存器件已经成功实现商品化,但是,微型电池的循环性能较差,功率密度较低,在制造、更换与维护过程中成本过高,并伴随着一系列资源浪费与环境污染的问题。
相对与微型电池,微型超级电容器能够在极短时间内完成充放电,具有很高的功率密度,同时具有极高的循环寿命,被认为是极具潜力的微型储能器件。
2. 研究的基本内容与方案
近年来在高能量密度微型储能器件的研究中,采用高比容量电容器材料、优化电极微结构、应用离子液体电解质、非对称/混合型器件构筑等方法,可极大提升微型储能器件的能量密度。
本论文研究工作利用磷酸钛钠与硫化钴铁分别作为钠离子容器的负极和正极,在微电极的构筑过程中,使用水热法以合成磷酸钛钠与硫化钴铁,并通过调控活性物质、光刻胶和稀释液的配比,经过搅拌和超声后,获得分散均匀、粘度适中的活性物质/光刻胶复合材料,以此法制备了磷酸铁锂/光刻胶复合材料与氮化钒/光刻胶复合材料。
将复合材料于洁净的硅基板表面上匀胶,得到表面均匀光滑无颗粒的薄膜,烘干后采用紫外光刻技术制作叉指型微图案,并经对准套刻、显影和热解碳化制得基于非对称微电极的微型锂离子电容器。
3. 研究计划与安排
第1-4周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。
明确研究内容,了解研究所需原材料、仪器和设备。
确定技术方案,并完成开题报告。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] Dubal D, Ayyad O, et al. Hybrid energy storage: the merging of battery and supercapacitor chemistries[J]. Chemical Society Reviews, 2015, 44: 867-884. [2] Lukatskaya M, Dunn B, et al. Multidimensional materials and device architectures for future hybrid energy storage[J]. Nature Communications, 2016, 7:12647-12660. [3] Thangavel R, Moorthy B, et al. Pushing the energy output and cyclability of sodium hybrid capacitors at high power to new limits[J]. Advanced Energy Materials, 2017, 1602654-1602664. [4] Wei T, Yang G, et al. Iso-Oriented NaTi2(PO4)3 mesocrystals as anode material for high-energy and long-durability sodium-Ion capacitor [J]. ACS Applied Materials Interfaces, 2017, 9: 31861-31870. [5] Tang S, Zhu B, et al. General controlled sulfidation toward achieving novel nanosheet-built porous square-FeCo2S4-tube arrays for high-performance asymmetric all-solid-state pseudocapacitors [J]. Advanced Energy Materials, 2017, 1601985-1602004. [6] Wang S, Liu N, Tao J, et al. Inkjet printing of conductive patterns and supercapacitors using a multi-walled carbon nanotube/Ag nanoparticle based ink[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2015, 3(5): 2407-2413.[7] Hsia B, Kim M S, Vincent M, et al. Photoresist-derived porous carbon for on-chip micro-supercapacitors[J]. Carbon, 2013, 57(3): 395-400.[8] Tian X, Shi M, Xu X, et al. Arbitrary shape engineerable spiral micropseudocapacitors with ultrahighenergy and power densities[J]. Advanced Materials, 2015, 27(45): 7476-7482.[9] Burke A, Miller M. Testing of electrochemical capacitors: capacitance, resistance, energy density, and power capability[J]. Electrochimica Acta, 2010, 55(25): 7538-7548.[10] Xiao Y, Huang L, Zhang Q, et al. Gravure printing of hybrid MoS2@S-rGO interdigitated electrodes for flexible microsupercapacitors[J]. Applied Physics Letters, 2015, 107(1): 013906.[11] Wu Z S, Parvez K, Li S, et al. Alternating stacked graphene-conducting polymer compact films with ultrahigh areal and volumetric capacitances for high-energy micro-supercapacitors[J]. Advanced Materials, 2015, 27(27): 4054-4061.[12] González A, Goikolea E, Barrena J A, et al. Review on supercapacitors: technologies and materials[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 58: 1189-1206.[13] Conway B E. Electrochemical supercapacitors[M]. Springer, 1999.[14] Yin C, He L, Wang Y, et al. Pyrolyzed carbon with embedded NiO/Ni nanospheres for applications in microelectrodes[J]. RSC Advances, 2016, 6(49): 43436-43441.[15] Zhang S, Pan N. Supercapacitors performance evaluation[J]. Advanced Energy Materials, 2015, 5(6): 1401401.
您可能感兴趣的文章
- 激光作用下ZrNiSn合金热电材料组成、结构和性能的演化规律开题报告
- 原位生长于碳纤维表面的钒氧化物柔性电极制备开题报告
- 锂硫电池用TixOy-S/HGs复合材料的制备与性能开题报告
- MnO2纳米片修饰ZnO纳米棒阵列的气敏性能研究开题报告
- 基于三维碳基孔结构和电解质协同优化的微型超级电容器文献综述
- 基于C-MEMS工艺的微型混合锂离子电容器构筑及性能开题报告
- 多孔碳负载钼基纳米材料作为高性能析氢电催化剂文献综述
- Cu掺杂ZnxCd1-xS纳米晶的制备与性能研究开题报告
- 用于光伏的III-V族半导体低成本生长外文翻译资料
- 太阳能电池中的GaSb / InGaAs 量子点阱混合结构有源区外文翻译资料