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超級(jí)電容未來道路----碳纖維復(fù)合材料(下)
要點(diǎn)三：力學(xué)-電化學(xué)雙場(chǎng)耦合下結(jié)構(gòu)電容的性能表現(xiàn)
圖中結(jié)構(gòu)電容和傳統(tǒng)CFRP的圖A三點(diǎn)彎曲（插圖：測(cè)試示意圖）和圖B剪切強(qiáng)度（插圖：試驗(yàn)示意圖）測(cè)試結(jié)果對(duì)比；對(duì)結(jié)構(gòu)電容力學(xué)-電化學(xué)雙場(chǎng)耦合測(cè)試中的圖C電化學(xué)三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)和圖D電化學(xué)拉伸測(cè)試（插圖：測(cè)試示意圖）的CV結(jié)果
圖A結(jié)構(gòu)電容的電化學(xué)拉伸疲勞測(cè)量（同時(shí)進(jìn)行GCD測(cè)試和動(dòng)態(tài)疲勞拉伸測(cè)試）；圖B為圖A中黃色區(qū)域的GCD曲線和循環(huán)載荷曲線。
考慮到如果將碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)電容應(yīng)用到實(shí)際中，其工況應(yīng)該多為在受外力載荷的同時(shí)仍能提供儲(chǔ)能能力。因此，探究外力對(duì)器件電化學(xué)性能的影響是很有必要的。本文采用了三種力學(xué)-電化學(xué)雙場(chǎng)耦合測(cè)試場(chǎng)景，在施加外部機(jī)械載荷的同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)電容進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論在靜態(tài)恒定載荷下（電化學(xué)-拉伸測(cè)試及電化學(xué)-三點(diǎn)彎曲測(cè)試），還是在動(dòng)態(tài)疲勞載荷下（電化學(xué)-疲勞拉伸測(cè)試），結(jié)構(gòu)電容器都表現(xiàn)了非常穩(wěn)定的電化學(xué)行為。
雖然文中的碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)超級(jí)電容器實(shí)現(xiàn)了機(jī)械負(fù)載與電化學(xué)儲(chǔ)能相結(jié)合，但不可忽視的是其電化學(xué)性能與現(xiàn)有的液態(tài)電解質(zhì)超級(jí)電容器還有很大差距。在未來的發(fā)展中，應(yīng)在保證力學(xué)性能的同時(shí)，大幅度提高儲(chǔ)能能力。總之，碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)超級(jí)電容器的概念具有廣闊的工程應(yīng)用前景，并且值得進(jìn)一步發(fā)展。這也為碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用拓寬了道路。
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