含纳米复合电极的双电层 电容器空间电荷行为的研究

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1 含纳米复合电极的双电层 电容器空间电荷行为的研究
文献研读汇报 含纳米复合电极的双电层 电容器空间电荷行为的研究 汇报人：范冰冰

2 空间电荷定义： 在pn结中，电子和空穴带有相反的电荷，它们在扩散过程中要产生复合（中和），结果使P区和N区中原来的电中性被破坏。P区失去空穴留下带负电的离子，N区失去电子留下带正电的离子， 这些离子因物质结构的关系，它们不能移动

3 空间电荷行为的研究背景 国外情况： S. Bergaoui等人研究了GaN在热作用过程中的空间电荷行为；
D. Tashima等人pulsed electro acoustic (PEA) method方法研究了含C纳米管的双电层容器空间电荷行为的分布； Y.J. Oh等人用原子力显微镜研究了铁电材料的空间电荷分布及极化行为动力学；

4 空间电荷行为的研究背景 国内情况： 郑飞虎等人研究了应力对诱发空间电荷击穿的作用；
宫斌等人研究了无机粉末掺杂对低密度聚乙烯中空间电荷分布及陷阱能级的影响；

5 双电层电容器 Electric double layer capacitors (EDLCs)
本文研究背景： 优点： 体积小，容量大 充电速度快 充放电能力强 失效开路，过电压不击穿 超长寿命 双电层电容器 Electric double layer capacitors (EDLCs)

6 主要研究内容： 1. 用乙炔碳和自制碳做电极分别测量正负电荷的空间特征；
1. 用乙炔碳和自制碳做电极分别测量正负电荷的空间特征； 2. 研究了乙炔碳和自制Ketjen碳做电极空间电荷形成的电化学机制；

7 实验过程： EDLCs的制备 碳电极的制备： 碳：炭黑：聚四氟乙烯 = 8.5：0.5：1
400-μm厚纳米孔碳电极 20 μm厚纤维素薄膜分隔层 30-μm厚Al板 碳电极的制备： 碳：炭黑：聚四氟乙烯 = 8.5：0.5：1 溶于去离子水，涂刷到铝板，150oC真空干燥2h。 电解液： C4H5O3 (C2H5)4NBF4

8 实验过程：PEA方法测量电荷分布 DC Voltage: 2.5V Max: 600V Pulse: 2.5ms
Frequency: 400HZ

9 EDLCs的空间电荷分布 自制ketjen碳做电极 乙炔碳做电极

10 比表面积测定 乙炔炭： m2/g 自制碳：1845m2/g

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12 CA = 27.9F/g CK = 55.8F/g

13 结论： 1. 自制Ketjen碳电极具有较大的比表面积 2. 具有较高的空间电荷的密度 3. 电容量达55.8F/g

14 SiC/Cu空间电荷行为的研究 主要研究SiC/Cu复合材料内部界面物理化学特性及其与空间电荷性能 相关的问题
通过测试复合材料的阻温变化特征，研究高温界面空间电荷状态 通过对比不同界面结构中界面空间电荷状况，掌握空间电荷（区）形成的原因、形成条件、空间电荷密度影响因素、表观特征、检测方法、扩散规律等 揭示界面结构特征、高温界面空间电荷行为特征及界面区域局部内电场 规律。

15 谢谢各位老师和同学！