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目录
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 多孔电极-离子液体超级电容器简介
1.2.1 超级电容器的分类与组成
1.2.2纳米多孔电极
1.2.3离子液体电解质
1.3 多孔电极-离子液体超级电容器储能稳态特性研究进展
1.3.1 亚纳米孔电容的反常增加
1.3.2正负极电容不对称性
1.4 多孔电极-离子液体超级电容器充电动态特性研究进展
1.4.1多孔电极充电过程的离子传输机理
1.4.2超级电容器充电过程
1.5 现有问题分析
1.6 本论文研究内容及全文组织安排
2 恒电势分子动力学模拟与动态特性分析理论与方法
2.1 恒电势分子动力学模拟理论与算法验证
2.1.1 分子动力学方法
2.1.2 恒电势方法理论与验证
2.2 充放电过程模拟分析理论与方法
2.2.1 系统离子传输系数
2.2.2正负极离子传输电阻计算
2.2.3 动态性能分析
2.3 本章小结
3 亚纳米孔超级电容器离子传输与充电机理研究
3.1 引言
3.2 亚纳米孔系统的分子动力学模拟基本设置
3.2.1 电极模型选择与电解质力场验证
3.2.2 恒电势模拟基本参数设置
3.3 亚纳米孔系统充电时间与孔径的关系
3.4 亚纳米孔离子传输机理
3.5 孔内离子微观结构对充电速度的影响
3.5.1 一维离子过渡态分布
3.5.2 二维离子过渡态分布
3.6 充电时间与孔径关系的一般性验证
3.7 本章小结
4 正负极对称性对超级电容器充电特性的影响
4.1 引言
4.2 不对称电极与多孔径电极模型的分子动力学模拟设置
4.3 正负极离子传输对称性与电容对称性的关联关系
4.4 复杂电极系统与简单电极系统之间的等效原则
4.5 不对称电极超级电容器离子传输与充电机理
4.6 多孔电极超级电容器离子传输与充电机理
4.7 正负极离子传输的对称性与充电速度的关联关系
4.8 本章小结
5 纳米孔入口结构对超级电容器充电性能的影响
5.1 引言
5.2 入口倾斜电极模型的分子动力学模拟设置
5.3 入口倾斜角度对充电速度与电荷储存的影响规律
5.4 入口倾斜角度对孔内离子传输的影响
5.5 入口倾斜角度对孔内离子分布的影响
5.6 入口区长度对充电过程与电荷储存的影响规律
5.7 本章小结
6 多孔石墨炔电极超级电容器储能与充电机理研究
6.1 引言
6.2 电极基本性质计算与分子模拟设置
6.2.1 第一性模拟计算与结构优化
6.2.2 HsGDY物理特性计算
6.2.3 分子动力学模拟
6.3 孔内超离子态结构
6.4 多孔石墨炔电极双电层电容
6.5 多孔石墨炔电极量子电容及其提升方法
6.6 充电特性与宏观性能预测
6.7 本章小结
7 总结与展望
7.1 全文工作总结
7.2 论文创新点
7.3 未来展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间取得的研究成果
附录2公开发表的学术成果与博士学位论文的关系
附录3 攻读学位期间参加的科研项目