要點三：力學(xué)-電化學(xué)雙場耦合下結(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三點彎曲（插圖：測試示意圖）和圖B剪切強度（插圖：試驗示意圖）測試結(jié)果對比；對結(jié)構(gòu)電容力學(xué)-電化學(xué)雙場耦合測試中的圖C電化學(xué)三點彎曲試驗和圖D電化學(xué)拉伸測試（插圖：測試示意圖）的CV結(jié)果
圖A結(jié)構(gòu)電容的電化學(xué)拉伸疲勞測量（同時進(jìn)行GCD測試和動態(tài)疲勞拉伸測試）；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)用到實際中，其工況應(yīng)該多為在受外力載荷的同時仍能提供儲能能力。因此，探究外力對器件電化學(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)雙場耦合測試場景，在施加外部機械載荷的同時對結(jié)構(gòu)電容進(jìn)行電化學(xué)性能測試。實驗結(jié)果表明，無論在靜態(tài)恒定載荷下（電化學(xué)-拉伸測試及電化學(xué)-三點彎曲測試），還是在動態(tài)疲勞載荷下（電化學(xué)-疲勞拉伸測試），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)超級電容器實現(xiàn)了機械負(fù)載與電化學(xué)儲能相結(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，大幅度提高儲能能力。總之，碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)超級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。
