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摘 要

随着现代生产科学技术的不断发展和人民生活水平的日益提高，人们对电的需求量也越来越大，电在人们的生活中发挥着越来越大的作用，电被广泛用于动力、交通、储存、照明、加热、通迅、装饰和医疗卫生等领域。在所有的日常生活的电的使用中，电能的储存和释放就显得尤为重要。从广义上来讲，电的储能器件(设备)主要有，二次电池（可充电）和电容器。研究储能器件(设备)的性能和提高其使用具有重要的现实意义。

关键词：超级电容器 氧化钌 恒流充放电 比电容

Determination of Electrode Specific Capacitance of Supercapacitor Based on Galvanostatic Charging-Discharging Test Technology

Abstract

With the continuous development of modern production science and technology and the improvement of people's living standards, people's demand for electricity is also growing. Electricity plays an increasingly important role in people's life. Electricity is widely used in power, transportation, storage, lighting, heating, communication, decoration, medical and health fields. In all the daily use of electricity, the storage and release of electricity is particularly important. In a broad sense, electric energy storage devices (equipment) mainly include secondary batteries (rechargeable) and capacitors. Study on the performance and increasing their use of energy storage devices are of great significance.

Key Words: Supercapacitor; Ruthenium oxide; Galvanostatic charging-discharging; Specific capacitance

目 录

摘要………………………………………………………………………………………………I

ABSTRACT …………………………………………………………………………………II

第一章 绪论……………………………………………………………………………………1

1.1 储存器件的简介 ………………………………………………………………………1

1.2 电容器的简介 …………………………………………………………………………1

1.2.1 超级电容器的种类划分 ……………………………………………………3

1.2.2 超级电容器的电极制备 ……………………………………………………3

1.3 影响超级电容器储能能力的关键因素 ………………………………………………4

1.3.1 超级电容器的比容量的提高方法 …………………………………………4

1.3.2 基电极比电容随电势变化关系的测试方法的简介 ………………………4

1.4 选题依据 ……………………………………………………………………………4

第二章 超级电容器电极材料的制备表征及RuO₂//RuO₂电极电容器的组装…5

2.1 实验所用试剂和材料及RuO₂电极的制备与表征 …………………………………5

2.1.1 化学品所用试剂 ……………………………………………………………5

2.1.2 电极材料的制备 ……………………………………………………………6

2.1.3 SEM与XPS表征 …………………………………………………………7

2.1.4 电化学测试 …………………………………………………………………9

2.2 超级电容器的组装 ………………………………………………………………10

第三章 RuO₂电极比电容量随电势变化规律的建立 ………………………………11

3.1 恒定电流充放电技术 ………………………………………………………………11

3.2 连续分段充放电实验方法(Stepwise GCD) ………………………………………12

3.3 RuO₂电极比电容量电势依赖关系 ………………………………………………13

第四章 总结…………………………………………………………………………………14

……

致谢 ……………………………………………………………………………………………15

参考文献 ……………………………………………………………………………………16

第一章 绪论

1.1 储能器件的简介

历史上，二次电池(蓄电池)种类繁多，这些二次电池在人类的生活发展中起着非常重要的作用。这些电池中，最具有代表性的就是当前普遍被使用的锂离子电池，它的性能在笔记本、手机、相机、电动车、电动汽车、舰船、航空航天和装甲领域中得到了广泛应用^[1-2]。二次电池具有的显著的特点就是使用方便和能够储存较高的电能，现阶段能够基本满足生产和人们生活的需要。然而在许多的应用场合和应用领域，现在所有的二次电池都有功率密度不够的缺点，所带来的几个问题，一是，二次电池的充电时间过长，比如在电动汽车的应用上，由于它锂离子电池不能够承担大电流大功率的输入要求，所以充电的时间就显得很长，对二次电池的推广和使用带来了极大的限制。二是，二次电池的能量密度很高，但是它的功率密度不够。所以提高二次电池的功率密度是当前的一个重要的研究课题，其相应的挑战也是十分巨大的。在不同类型的存储系统中，基于锂的二次电池因其成本效益和全面的能量存储/释放性能而广受欢迎。然而，二次电池的功率密度仍然受到限制，这反过来又限制了它们在许多需要高功率密度的领域中的应用。^[3-4]

1.2 电容器的简介

通常电容器都是被作为电子元器件来使用的，电子产业在通信和很多领域得到了普遍的使用和发挥着重要的作用。尽管传统的电容器可以储存能量，但是它的电容量极其低的，

是pF级的，储存的能量十分有限，不能满足能量储存的需求。

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