In our present proposal, starting from synergistic preparation of the self-supported flexible grid electrodes, cellulose nanofibers used as a carbon source of the self-supported flexible grid electrodes, we are aiming at enhancing the flexibility performance of the NiCo2S4 with carbon material with excellent flexibility performance, and at enhancing the energy density of the carbon electrode with NiCo2S4 with excellent storage Properties. During running this proposal, the optimal parameters and synergistic preparation conditions for synthesizing the NiCo2S4/ carbon self-supported flexible grid electrodes using wet-spinning technique will be set up. The microstructure, nano-morphology and distribution for NiCo2S4 and physicochemical properties of the resulting NiCo2S4/ carbon self-supported flexible grid electrodes will be investigated, and the relationship among synergistic synthetic conditions- microstructure of self-supported flexible grid, nano-morphology and distribution for NiCo2S4 -physicochemcial properties of the resulting NiCo2S4/ carbon self-supported flexible grid electrodes will be determined. At the same time, energy density, flexibility and reliability properties of the resulting NiCo2S4/ carbon self-supported flexible grid electrodes will be emphatically investigated. In addition, the effect of the synergistic synthetic conditions and composition ratios on the microstructure of self-supported flexible grid, nano-morphology and distribution for NiCo2S4 and ultimately on the energy density, flexibility and reliability properties of the NiCo2S4/ carbon self-supported flexible grid electrodes will be emphatically clarified.
本项目从自支撑柔性网格电极协同构筑出发,纤维素纳米纤维作为自支撑柔性网格电极的碳源,以利用碳材料优异的柔韧性来改善NiCo2S4的柔韧性能,同时利用NiCo2S4卓越的储能性能来显著提升碳电极的能量密度为目的。探索利用湿法纺丝技术获得NiCo2S4/碳自支撑柔性网格电极的工艺路线和协同构筑条件,考察获得的自支撑柔性网格电极的微观结构、NiCo2S4纳米尺度形貌及分布与物理化学性能,尝试建立协同构筑参数—自支撑柔性网格微观结构和NiCo2S4纳米尺度形貌及分布—物理化学性能三角关系;同时着重对NiCo2S4/碳自支撑柔性网格电极的能量密度、柔韧以及可靠性能进行评价,重点阐述协同构筑参数和组成比例对自支撑柔性网格微观结构及NiCo2S4纳米尺度形貌及分布的影响,以及最终对NiCo2S4/碳自支撑柔性网格电极的能量密度、柔韧以及可靠性能的影响。
柔性网格可穿戴超级电容器具有质轻、柔性特征的同时,还展现出良好的可裁剪性以及优异的可靠性等特性。然而能量密度低严重阻碍了其在可穿戴设备中的应用。本项目从自支撑柔性网格电极协同构筑出发,纤维素纳米纤维作为自支撑柔性网格电极的碳源,以利用碳材料优异的柔韧性来改善NiCo2S4的柔韧性能,同时利用NiCo2S4卓越的储能性能来显著提升碳电极的能量密度为目的。.通过简单的数控湿法纺丝,限域干燥技术和碳化工艺制备了柔性氮掺杂碳网格。碳纤维结构单元的高度褶皱形貌优选其自身的碳纤维轴向取向。 此外,氮掺杂碳网格的碳纤维结构单元在相交处焊接在一起。 碳化温度为1200 °C的氮掺杂碳网格的方块电阻约为27±10Ω/ sq。 在电流密度为2.5μAcm-2的情况下,基于碳化温度为800 °C的氮掺杂碳网格的柔性对称指叉式固态超级电容器的最大面积比电容约为4.5 mF cm-2。 该对称指叉式固态超级电容器还具有出色的耐折性、循环稳定以及可裁剪性。.以氮掺杂碳网格材料作为基底,运用水热反应,成功地在氮掺杂碳网格材料上可控生长出NiCo2S4纳米颗粒。电流密度为0.25 A g-1时,NiCo2S4/氮掺杂碳网格电极材料的质量比电容为260.2 F/g。在10 A g-1大电流密度下,NiCo2S4/氮掺杂碳网格电极材料的质量比电容仍能维持在0.25 A g-1电流密度下质量比电容的61.7%左右。NiCo2S4/氮掺杂碳网格电极材料基柔性指叉型超级电容器能够表现出良好电化学性能。.固载的聚苯胺纳米线在氮掺杂碳网格电极表面呈现出阵列的微观形貌。复合网格方块电阻为19±3Ω/ sq。在电流密度为5 μA cm-2下的面积比电容为7.7 mF cm-2。当电流密度增大到50 μA cm-1时,PANC-0.5指叉型柔性器件的面积比容量减小到3.2 mF cm-1,容量保持率为41.6 %。该对称指叉式固态超级电容器还具有出色的耐折性。
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数据更新时间:2023-05-31
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