Введение
Глава 1. Литературный обзор 10
1.1. Исторический экскурс 10
1.2. Принципы работы и устройства суперконденсаторов 13
1.3. Классификация суперконденсаторов 16
1.4. Двойнослойные конденсаторы и их основные составляющие
1.4.1. Типы электродных материалов, структурные и поверхностные свойства 20
1.4.2. Типы электролитов 26
1.4.3. Характеристики работы суперконденсатора 34
1.4.3.1.Углеродные материалы электродов суперконденсатора 34
1.4.3.2.Ионные жидкости, как электролит суперконденсатора 36
1.4.4. Емкость, мощность и энергия суперконденсаторов 40
1.5. Примеры практического применения суперконденсаторов 43
Глава 2. Объекты и методы экспериментальных исследований 46
2.1. Синтез 1-метил-З-алкилимидазольных ионных жидкостей 47
2.2. Изготовление электродов суперконденсатора 48
2.3. Типы электрохимических ячеек 48
2.4. Электрохимические методы измерения 54
2.4.1 Метод циклической вольтамперометрии 54
2.4.2. Методика хроноамперометрических и хронопотенциометрических измерений 56
2.4.3. Методика импедансных измерений 58
2.4.4. Методика испытания макета суперконденсатора 59
2.5. Физико-химические методы анализа 61
2.5.1. Кондуктометрия 61
2.5.2. Измерение вязкости
2.5.3. Методика определения воды 61
2.5.4. Методика исследования структурных и гидрофильно — гидрофобных свойств активированных углей методом эталонной контактной порометрии 63
2.5.5. Измерение ИК-спектров 64
2.5.6. Измерения ЯМР-спектров
2.5.7. Просвечивающая электронная микроскопия 64
2.5.8. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия 65
Глава 3. Физико-химические свойства ионных жидкостей 66
3.1.Объекты исследования 67
3.2. Электропроводность 67
3.2.1. Влияние радикалов катиона на электропроводность ионной жидкости 68
3.2.2. Влияние аниона на электропроводность ионной жидкости 69
3.3. Напряжение разложения 72
3.3.1. Влияние природы аниона и катиона ионной жидкости на напряжение
разложения 72
3.4. Зависимость электрофизических свойств от содержания воды в 1 метил-3-бутилимидазолия тетрафторборат 78
Глава 4. Свойства системы ионная жидкость — углеродный материал 82
4.1. Объекты исследования 82
4.2. Характеристики площади поверхности и распределение пор активированных углей 85
4.3. Зависимость величины «электрохимического окна» ионной жидкости от материала электрода 89
4.4. Исследование электрохимического поведения ионной жидкости на катоде и на аноде 92
Глава 5. Исследование характеристик лабораторной ячейки суперконденсатора 100
5.1. Емкость суперконденсатора 100
5.2. Сопротивление 110
Глава 6. Технические характеристики модельного суперконденсатора промышленного образца 117
6.1. Выбор токового коллектора 117
6.2. Ресурсные испытания 121
6.3. Исследование влияния температуры на характеристики суперконденсатора 123
6.4. Энерго-мощностные характеристики суперконденсатора 125
6.4.1. Предельные значения удельной энергии суперконденсаторов 127
6.5. Разработка промышленного образца суперконденсатора 130
Выводы по работе 136
Список литературы
