Сделать объемные цифры: 200 лучших идей 2019 года

Как сделать объемную цифру своими руками: выбор материала, простые способы, порядок действий, описание с фото и рекомендации



Объемные цифры, сделанные своими руками, часто можно увидеть на детских праздниках. Это легкое украшение, которое создаст праздничную атмосферу и послужит реквизитом для запоминающихся фото. Такие элементы декора вне конкуренции. Объемные цифры легкие, недорогие в исполнении, красивые. Они вызывают исключительно приятные эмоции. Оригинальная композиция требует творческого подхода, так что изготовление цифры займет не один час. В статье мы расскажем, как сделать объемную цифру.

Содержание

Что понадобится для работы

Чаще всего можно увидеть объемные цифры, щедро украшенные цветочками, бахромой или помпонами из обычных столовых салфеток. Еще делают декор для детского дня рождения с помощью блесток и воздушных шаров. Тут все зависит от фантазии, тематики праздника и желания. Но внешние украшения скрывают каркас-основу, которая и позволяет цифре быть объемной. Основа обычно делается из картона, дерева или пенопласта. Чтобы сделать своими руками объемную цифру 2 (или любую другую), понадобятся такие материалы и инструменты:

  • Картон. Чем его размеры больше, тем крупнее получится готовое украшение. Можно использовать коробки, в которых привозили бытовую технику, то есть те материалы, которые часто отправляются в мусорное ведро.
  • Пенопласт. Можно купить пенопластовую панель в строительном магазине, склеить между собой несколько листов, чтобы цифра получилась толще.
  • Однотонные бумажные салфетки (одной упаковки мало, лучше взять сразу несколько по 100-200 штук).
  • Вместо салфеток подойдет гофрированная или любая другая тонкая бумага;
  • ножницы, клей, нитки, простой карандаш и линейка, скотч, клей для пенопласта, дополнительные материалы для декора.

Материалы и инструменты

Как сделать для цифры из картона основу

Как сделать объемную цифру на день рождения? Весь процесс начинается с формирования основы: самой цифры 1, 2, 3 или любой другой. Можно делать объемными целые слова и фигуры (имя малыша, любимый персонаж для детского дня рождения, инициалы молодоженов, фигурку жениха и невесты для свадьбы и так далее). Особого внимания требует первый праздник малыша, поэтому многие мамы интересует тем, как сделать своими руками объемную цифру 1. Ребенок не запомнит оформление праздника, количество присутствующих и угощения, но можно сделать яркие и красочные фото, которые сохранят память о первом дне рождении.

Рассмотрим подробно, как сделать объемную цифру из картона. Если для основы вы выбрали именно этот материал, то нарисуйте на нем цифру необходимого размера и формы, вырежьте ее острым канцелярским ножом. Таких заготовок понадобится две. Можно обильно украсить объемным декором одну заготовку. Если предполагается создание именно объемной основы, то кроме второй заготовки потребуется вырезать полосы из картона. Их ширина зависит от того, насколько объемной вы хотите сделать цифру.

Чтобы полоска гнулась без заломов, через каждые 2-3 см сделайте насечки канцелярским ножом. С одной стороны прикрепите полоску по всему периметру цифры на скотч, затем наложите вторую часть заготовки и тоже хорошо закрепите. Можно клеить скотч по лицевой стороне, потому что все будет закрыто декором.

Как сделать объемную цифру

Заготовка для небольшого украшения

Из упаковок из-под продуктов получаются небольшие цифры. Если решите использовать коробку, в которой продавались кукурузные хлопья, сок или молоко, то перед началом процесса украшения цифры проклейте поверхность основы слоем папье-маше, чтобы не было видно заводского рисунка. Для оклейки возьмите густой клей ПВА и туалетную (газетную или однотонную тонкую) бумагу. Это придаст заготовке дополнительную прочность, потому что тонкий картон в процессе работы может разбухнуть и расплыться. Другой вариант — просто выбрать упаковку с фольгированной поверхностью. В таких выпускаются многие молочные продукты и соки.

Пенопластовая основа

Как сделать объемную цифру из салфеток и пенопласта? Если вы выбрали в качестве материала для основы пенопласт, то работать будет гораздо удобнее. Цифру вырежьте из бумаги или нарисуйте прямо на пенопласте, а затем вырежьте. Если лист материала слишком тонкий, склейте между собой несколько листов клеем для потолочной плитки. Удобнее всего работать с этим капризным материалом специальным инструментом.

Сделать объемную цифру 1 своими руками

Если есть возможность использовать профессиональный режущий инструмент с нагретой нихромовой нитью, обязательно этим воспользуйтесь. Подобный резак можно сделать из паяльника с закрепленной медной проволокой, но это только для создания объемных цифр в большом количестве. Хорошо режется пенопласт и обычным ножом по металлической линейке.

Какого размера делать объемную цифру

При создании декора для фотосессии или дня рождения маленького ребенка, лучше ориентироваться на рост именинника. На стол или для украшения дома номерки делают более компактные. При высоте цифры 65-70 см ее оптимальная ширина — 35 см, а глубина — 15 см. При высоте 82 см, ширина — 45 см, глубина — 12 см. Размер плоской фигурки — примерно 30 х 40 см. Это только приблизительные рекомендации. Можете сделать цифру другого размера.

Варианты украшений

Для декора используется любая тонкая бумага. Можно украсить цифру большими помпонами, объемными или плоскими цветами, бахромой и так далее. Для фигурки большого размера понадобится около 100-200 роз из бумаги. Это сообщаем вам для понимания масштабности работы. Желательно выбирать пышные цветы, например, розы или астры. Чтобы сэкономить время, боковые стороны можно обтянуть гофрированной бумагой. Можно украшать цифру одинаковыми или разными цветками, например, комбинировать два-три цвета и делать градиентные переходы. То же самое касается бахромы.

Большая цифра 3

Как сделать розочки из бумаги

Как сделать объемную цифру своими руками? Пошагово весь процесс создания элемента декора с картонной основой выглядит следующим образом:

  1. На большом листе картона нарисовать заготовку — цифру необходимой формы и размера.
  2. Вырезать две заготовки-номерка и полосу из картона. Сделать канцелярским ножом насечки через каждые 2-3 см на полоске.
  3. Скрепить все элементы между собой с помощью скотча.
  4. Изготовить необходимое количество розочек из бумаги для декора. Это можно сделать разными способами, которые мы описываем ниже.
  5. Приклеить декор к заготовке в определенном порядке или хаотично, если используется несколько цветов. Для лицевой стороны лучше использовать нежные оттенки, а на края клеить более темные. Так фигура будет выглядеть еще объемнее. Для фиксации нельзя использовать шпажки, потому что композиция должна быть не только красивой и прочной, но и безопасной для ребенка.

Для изготовления самой простой розы понадобится нарисовать на квадрате цветной бумаги спираль и вырезать полоску по обозначенному контуру. Затем плотно сверните полоску, начиная от центра. Для прочности в основание конструкции можно добавить немного клея.

Чтобы сделать более естественные розы, нужна гофрированная бумага. Вырежьте 15 лепестков в форме сердец и 5 в форме капель. Каждый лепесток слегка растяните по направлению от центра к краям, чтобы придать более естественную форму. Подогните края с помощью ручки или карандаша. Теперь прикрепите к основе-проволоке лепестки-капельки, потом — лепестки-сердечки. При необходимости закрепить конструкцию клейкой лентой.

Чтобы сделать розы, которые выглядят, как настоящие, нужно разрезать бумагу на полоски шириной 1-5 см. Из одного листа формата А4 получится до 20 розочек.

Как сделать цифру объемную своими руками

Как сделать объемные астры для декора

Для создания пышной астры нужно взять шесть салфеток и степлер. Салфетки сложите стопкой, вырежьте лепестки (закруглите края), скрепите в центре и разверните, немного сдвигая лепестки. Цветок распушите. Можно попробовать сделать края волнистыми. Интересно будет выглядеть цветок с зубчиками по краям. Для одного цветочка попробуйте использовать салфетки разных цветов, чтобы декор выглядел ярче и разнообразнее.

Сделать объемную цифру 2 своими руками

Объемная цифра в технике «торцевание»

Как сделать своими руками объемную цифру? Декор в технике «торцевание» позволит сделать очень пушистый элемент декора для детского праздника. Для украшения лучше взять гофрированную бумагу, но и из салфеток тоже получается неплохо. Бумагу разрежьте на квадраты, а затем вставьте в середину листа карандаш (не протыкая) и придавите его бумагой. Приложите бумагу с карандашом к поверхности, предварительно обмазанной клеем. Таким образом нужно заполнить всю поверхность объемной цифры. Когда все подсохнет, можно расправить декор руками и аккуратно обрезать все лишнее.

Объемная цифра с бахромой

Это самый простой способ украшения объемной фигуры. Вам потребуется длинная полоса, поэтому удобнее будет использовать бумагу тишью. Как сделать объемную цифру своими руками? Бумагу сложите в аккуратный прямоугольник и надрежьте, а затем расправьте и распушите бахрому. К заготовке полосы можно прикреплять двусторонним скотчем. Так можно комбинировать цвета, чтобы получилась очень яркая цифра для декора детского мероприятия или фотосессии. Намного интереснее выглядит бахрома, которая наклеена волнами. В этом случае особенно хорошо, если цвета будут контрастными.

Сделать объемную цифру своими руками пошагово

Цифра-фигурка для детского дня рождения

На основе простой цифры можно сделать тематический декор для праздника. Например, родители девочек устраивают детские вечеринки в стиле Минни Маус — это простой и эффективный вариант. Как своими руками сделать объемную цифру с тематическим уклоном? Обычную фигурку нужно просто украсить соответствующим образом. Например, обклейте большую цифру 3 (или другую) красными и черными салфетками в технике «торцевание», добавьте белые кружочки из бумаги, а из черного картона вырежьте два круга и закрепите их «на макушке» цифры (это будут ушки). Аналогично можно стилизовать цифру под любимого персонажа мультика. Достаточно использовать подходящий цвет и добавить несколько деталей из других материалов.

Зимний вариант цифры для декора

Как сделать объемную цифру необычной? Если вы решили украсить дом объемной поздравительной надписью или цифрой наступающего года, можно сделать декор украшения в соответствующем стиле. Если день рождения ребенка выпадает на зимнее время, также можно использовать новогоднюю тематику.

Кроме того, для зимнего варианта украшений отлично подходят помпоны из шерстяных ниток. Такая цифра будет смотреться мило и по-домашнему уютно. Основа делается из любого удобного материала: картона или пенопласта. Дерево не подходит, потому что такие цифры обычно просто красят.

Помпоны можно делать разных размеров из разноцветных ниток. Совсем маленькие помпоны можно изготавливать на вилке, а чуть побольше — просто на руках. Любые размеры доступны, если вы используете стандартный способ: наматывание шерстяных ниток на картонный круг-основу. На пальцах делать помпоны легче. Просто намотайте необходимое количество пряжи на пальцы, а затем перевяжите ниткой (оптимальная длина 20-25 см) между средним и безымянным. Снимите будущий помпон с руки и распушите. Для украшения объемной цифры таких заготовок понадобится очень много.

Дополнительно можно наклеить на фигурку декоративные снежинки, блестки, бусинки. При желании можно присыпать цифры и буквы «снегом», который делают из белого пенопласта. Для этого нужно отрезать от листа небольшие кусочки (или взять отходы, которые остались после изготовления цифры) и хорошенько их раскрошить. «Снег» насыпают на клеевую основу.

мастерим объемный символ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 на день рождения

Благодаря ярким и необычным аксессуарам детский день Рождения или фотосессия превращаются в настоящий праздник. Один из популярных вариантов украшения – объемные цифры и буквы из салфеток, которые используются не только в качестве декора, но и для развлечения малышей.

Удивите гостей и сделайте декор вашего праздника индивидуальным!

Материалы и инвентарь для работы

Глядя на картинки с изображением объемных цифр из салфеток, у многих возникает страх того, что выполнить собственноручно нечто подобное – невозможно. На самом деле, изготовить их не сложно. Процесс занимает некоторое время, но эмоции счастья у именинника перекрывают все затраты.

Не последнее место на празднике занимает внешняя атрибутика – цветы, подарки, музыка, окружающая обстановка.

Инструменты и материалы, требующиеся для работы:

  • Бумажные салфетки. Они могут быть однослойными или многослойными. При выборе цвета следует ориентироваться на повод торжества, пол малыша, окружающий интерьер. Желательно, чтобы салфетки были однотонными. Приблизительное количество рассчитывается исходя из запланированного количества цветов – на каждую единицу потребуется 1 салфетка.
  • При создании цифр из салфеток можно совмещать несколько оттенков, чередуя их с ажурными и резными экземплярами. Они сделают композицию более объемной и необычной.
  • Нитки могут быть простыми хлопчатобумажными. Для удобства вырезания потребуются ножницы или канцелярский нож.
  • Степлер позволит упростить процесс крепления.
  • Клей или скотч для фиксации.
  • Для создания основы потребуется заготовка из картона. Можно использовать пустую коробку от бытовой техники.

Декор помещения в честь празднества способен превратить традиционное торжество в нечто особенное.

Важно! Для качественного соединения элементов подбирать необходимо наиболее крепкие варианты.

Разновидности каркаса

Прежде всего, следует изготовить каркас, на который в дальнейшем будут крепиться бумажные элементы. Желательно выбирать плотный картон, который не будет рваться и деформироваться в процессе декорирования. Есть несколько вариантов основы для цифр и букв из салфеток. Они могут быть объемными, плоскими или бескаркасными.

Одним из простых и несложных способов украсить дом является праздничный тренд последних лет — цифры из салфеток.

Плоская фигура

Плоские фигуры выглядят менее эффектно, по сравнению с объемными. Однако на их изготовление потребуется меньше времени и усилий. Для создания такого каркаса своими руками потребуется следовать рекомендациям.

Этот элемент декора приобрел популярность, его используют и как реквизит на детских фотосессиях, и на различных праздниках.

  • Если размер цифры не превышает лист формата А4, можно найти подходящую схему в интернете и распечатать ее.
  • Для создания больших фигур нужно нарисовать на ватмане схему от руки либо распечатать ее частями.
  • Вырезать все составляющие.
  • При наличии нескольких частей – соединить их встык скотчем.
  • Затем полученную схему нужно прикрепить к подготовленному картону и аккуратно обвести контур.
  • После этого, необходимо вырезать фигуру из картона.
  • Если планируется изготовить несколько цифр из салфеток своими руками, потребуется аналогично повторить весь процесс.

Самой главной датой, на которую обычно приходится изготовление праздничных цифр, конечно же, является День рождения, особенно, детей.

Объемные

Объемные буквы и цифры из салфеток смотрятся более ярко и впечатляюще. На их создание потребуется немного больше времени. Следуя пошаговой инструкции, представленной выше, изготавливается первая часть. После этого, необходимо выполнить еще несколько действий.

Используют такие цифры и в Новый год, и 23 февраля и 8 марта, в годовщину свадеб и юбилеев организаций, на различных тематических мероприятиях.

  • Распечатать и вырезать аналогичную схему, которая будет служить задней частью каркаса.
  • Следующий этап предполагает вырезание ленты. Она будет выполнять функцию торцевой части объемной фигуры. Ее ширина равняется ширине будущей цифры.
  • Для цифр, имеющие замкнутое внутреннее пространство (0, 4, 6, 8, 9), необходимо вырезать дополнительные боковые части.
  • Элементы, имеющие скругленные края (2, 3, 5, 6, 8, 9, 0) следует выполнять очень осторожно. Изготовление прямых граней (1, 4, 7) не составит труда.
  • По завершении подготовительного процесса следует скрепить скотчем все составляющие. Передняя и задняя часть размещаются по бокам, боковая лента – посередине.

Вы можете существенно сэкономить, смастерив такие поделки своими руками.

Важная информация! Если картон имеет достаточную ширину, рекомендуется вырезать одну длинную боковую ленту. Делать сгибы на углах проще и быстрее, нежели вырезать каждый элемент отдельно.

Упростить процесс можно при помощи поролона или пенопласта. Для этого потребуется подготовить трафарет, обвести его на материале основы и вырезать, используя канцелярский нож.

Глядя на подобные шедевры из салфеток, кажется, что создать такое может только опытный мастер.

Ниже представлена последовательность действий на примере объемной единички для празднования 1 годика:

  1. Подготовить подходящую коробку из жесткого картона.
  2. Используя трафарет, начертить схему с такими размерами: ширина 35 см., высота 70 см., глубина 12 см. Габариты могут быть другими, в зависимости от желаемых объемов цифры.
  3. Ножом вырезать две основные части, скрепить их скотчем. Лучше всего подойдет малярный.
  4. Образовавшиеся по бокам полости закрыть лентой из картона меньшей плотности.
  5. После этого, заготовку для цифры 1 на годик из салфеток необходимо обклеить белой бумагой, чтобы на готовом продукте не просвечивался используемый материал.
  6. Завершающий этап – декорирование сделанного изделия. Он подразумевает крепление на каркас всех подготовленных из салфеток цветов.

На самом деле с подобной циферкой при должном старании, способен справиться даже начинающий.

Бескаркасные фигуры

Некоторые элементы декора не требуют изготовления жесткого каркаса. К ним относятся фигуры, выполненные в технике квиллинг, и поделки из текстиля с мягким наполнителем, создающим объем. Для их изготовления потребуется подготовить макет, на котором в дальнейшем будут крепиться детали украшений.

Не стоит думать, что цифры, сделанные из подручных материалов, будут выглядеть некрасиво.

Цветы из салфеток

Цветы – универсальный элемент декора. Он подходит не только для девочек. Объемные и яркие хризантемы или астры непременно порадуют мальчиков. Вариантов цветов из салфеток для цифры – множество. Подбирая подходящий, нужно учитывать собственные умения и количество затраченного времени.

В процессе работы использованы только шаблоны цифр и салфетки, оказавшиеся дома.

Важно соблюдать пропорциональность. На маленьком изделии слишком большие цветы будут выглядеть неуместно. Чем объемнее фигура, тем большее количество бутонов потребуется. Для ускорения процесса, торцевые части можно обтянуть гофрированной бумагой или обклеить разноцветным картоном.

Попробуйте и вы сделать подобное очарование своими руками, откройте в себе профессионального декоратора.

Хризантемы

Для создания объемной хризантемы понадобится:

  • Развернутую салфетку разрезать по сгибам.
  • Образовавшиеся квадраты сложить друг на друга.
  • Стопку сложить гармошкой. Неидеальные линии придадут естественность готовому изделию.
  • Полученную гармошку плотно обвязать нитью по центру.
  • При помощи ножниц, скруглить края с обеих сторон.
  • Начиная с первого слоя, постепенно расправить все слои хризантемы.
  • В итоге получается пышный цветок.

Такое украшение порадует и ребенка, и взрослого.

Розочки

Для изготовления розы для цифры из салфеток можно воспользоваться несколькими техниками. Наиболее простая и быстрая включает следующие этапы.

Они лёгкие, и дети могут с ними поиграть, красивые и вызывают море приятных эмоций.

  • Однослойную салфетку полностью расправить.
  • Следом нужно сложить ее по диагонали несколько раз.
  • Образовывается полоса со скошенными гранями.
  • Далее необходимо скрутить ее, но не слишком плотно.
  • Ниткой связать один конец, чтобы изделие не разваливалось.
  • Аккуратно развернуть противоположную свободную часть, образовывая розу.

Цифры можно сделать плоскими или объёмными.

Оригинальные и необычные бутоны можно выполнить, используя карандаш.

  • Однослойную салфетку разрезать на квадраты по линиям сгиба.
  • Поочередно накрутить на карандаш каждый квадрат до середины.
  • Плотно сжать заготовку к центру, образовывая валик. Снять ее с карандаша.
  • Аналогичным способом закрутить все остальные квадраты.
  • Плотно скрутить середину из одного элемента. Затем на нее менее плотно прикрепить остальные части.
  • Собрать цветок.

На объемную фигуру понадобится больше времени и материалов.

Техника торцевания

Выполненные в технике торцевания цифры и буквы из салфеток на день рождения или к юбилею, выглядят очень объемно. Они получаются пушистыми и невесомыми. Лучше всего для этих целей подойдет гофрированная бумага. Если же ее нет, можно воспользоваться однотонными салфетками.

Радостные эмоции ваших близких и гостей с лихвой окупают все затраты времени и сил.

Процесс состоит из нескольких этапов.

  • Бумагу или салфетки разрезать на равные квадраты.
  • В центр листа поставить карандаш и обжать его бумагой.
  • На поверхность нанести клей.
  • Карандаш, обжатый бумагой, приложить к проклеенному основанию.
  • Таким же образом заполнить всю площадь.
  • После этого, пальцами разровнять весь декор, лишние части аккуратно отрезать ножницами.

Предугадать заранее сколько понадобится салфеток довольно трудно. Но при покупке отталкивайтесь от размера готового изделия.

В технике торцевания можно выполнить и цветы.

Для этого потребуется:

  • листы бумаги прямоугольной формы;
  • палочка или карандаш для торцевания;
  • пластилин.

Чем больше фигура, тем больше понадобится на неё материала.

Инструкция по изготовлению.

  • Размять руками пластилин.
  • Бумагой обернуть карандаш так, чтобы свободной оставалась большая часть.
  • Вставить его в подготовленный пластилин.
  • Проделать эту же процедуру еще для 3 лепестков.
  • Пустоты между ними заполнить лепестками других оттенков.
  • Из гофрированной бумаги вырезать серединку и прикрепить ее в центр цветка.

Чем пышней декор, тем лучше выглядят цифры из салфеток.

Лучший вариант для торцевания – пенопласт. Используя его, не потребуется клей, палочка беспрепятственно входит в мягкий материал, оставляя в нем торцовку. Таким способом можно выполнять декоративные линии и узоры на фигуре.

Приготовить стоит от 3 до 7 пачек салфеток.

Собираем цифры

По завершении всех подготовительных процессов, можно приступать к самому важному и интересному – крепежу бутонов. Для этого необходимо нанести небольшое количество клея на нижнюю, плоскую часть цветка (удобнее всего делать это при помощи специального пистолета) и аккуратно приклеить его к картонному основанию.

Важно! Для качественного склеивания следует хорошо прижимать каждый элемент, удерживая нажатие в течение нескольких секунд.

Цветов у вас уйдет, скорее всего, от 200 до 500 на штуку.

Аналогичным образом декорируются все грани фигуры. На завершающем этапе при изготовлении цифр из салфеток необходимо выждать время до полного высыхания и расправить все прикрепленные бутоны.

Таким же способом, своими руками можно изготовить из салфеток не только объемные цифры, но и части слов. Подготовив несколько фигур, есть возможность поздравить именинника с днем Рождения, составив композицию из букв его имени.

Так можно изготовить недорогой, но очень эффектный декор для Вашего праздника.

Для придания уникальности готовому изделию, опытные мастера советуют обратить внимание на необычный декор – стразы, блестящие камни, блестки. С помощью таких аксессуаров, цветочки для цифр из салфеток будет выглядеть более ярко, нарядно и торжественно. Кроме этого, не обязательно делать все бутоны однотонными. Можно использовать различные оттенки.

Главное, что бы они сочетались между собой и подходили к остальному праздничному оформлению.

Благодаря этой статье, не должно остаться вопросов о том, как делать цифры и буквы из салфеток. Применив немного фантазии и вооружившись необходимыми материалами, инструментами, можно сделать незабываемым не только детский праздник, но и любое другое торжество.

ВИДЕО: Как сделать объёмную цифру из салфеток.

50 оригинальных вариантов букв и цифр из салфеток:

Предыдущая

ДругоеКак сплести салфетки с бусами из бисера своими руками?

Следующая

ДругоеКак по чертежам сделать подставку для установки ножей своими руками?

Как сделать объемную цифру | Мастер-класс своими руками

Когда приближается день рождения любимого малыша, все родители стараются подготовить для своего крохи всевозможные подарки, угощения. Чтобы праздник прошел в торжественной обстановке, мамы и папы украшают квартиру шариками, фотографиями и прочими атрибутами торжества.
Как сделать объемную цифру
Объемные цифры ко дню рождения ребенка пользуются все большей популярностью у родителей, которые хотят украсить квартиру к празднику, подготовиться к фотосессии и просто порадовать малыша. Однако не каждый родитель знает, как сделать такую цифру самостоятельно.
Работу над созданием двойки можно условно разделить на два этапа: создание каркаса и декорирование цифры.

Как сделать каркас-основу двойки?

Для того чтобы изготовить каркас, вам потребуется:

  • большая картонная коробка,
  • широкий скотч,
  • малярный скотч на бумажной основе,
  • линейка, маркер,
  • канцелярский нож, ножницы.

Для начала необходимо нарисовать на коробке цифру два. Постарайтесь тщательно прорисовать все углы. Когда рисунок будет готов, его нужно вырезать. Так как разрезать плотный картон ножницами очень непросто, то будет лучше и удобнее воспользоваться канцелярским ножом. Затем следует сделать копию двойки, положив основу на картон. В итоге у вас должно получиться две картонные цифры.
Чтобы двойка выглядела объемной, следует вырезать еще несколько картонных элементов и с помощью скотча соединить их с двумя цифрами.

Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Каркас готов.
Известно, что на обычный скотч не будут крепиться цветы из салфеток. Для того чтобы процесс декорирования прошел легче, следует обклеить все стыки скотчем на бумажной основе. Обклейте каркас двойки салфетками понравившегося цвета, используя клей ПВА.

Как декорировать объемную цифру?

Есть множество способов украсить объемную цифру. Одни предпочитают использовать для декорирования гофрированную бумагу, другие выбирают фетр. Есть и те, кому по душе цветочки из салфеток.
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Для того чтобы украсить объемную двойку розочками из салфеток, вам потребуется:

  • несколько пачек салфеток любой расцветки,
  • клей ПВА,
  • степлер,
  • ножницы,
  • картонный кружок.

Самый простой способ изготовления цветка из салфеток.

1. Возьмите три сложенные вчетверо салфетки. Поместите поверх них вырезанный из картона круг среднего размера. Вырежьте по контуру.
2. Скрепите все получившиеся кружочки из салфеток степлером по центру.
3. Теперь необходимо отсоединить верхний слой бумажной салфетки и смять его, затем второй и так далее. Комкайте каждый слой по отдельности, стараясь максимально увеличивать нажим снизу. В итоге у вас должна получиться розочка. Таких цветочков вам потребуется очень много.
Предварительно обдумайте дизайн двойки. Она может быть выполнена как в одном цвете, так и в сочетании нескольких цветов, можно придумать какой-нибудь необычный узор, а можно просто чередовать розочки разной расцветки.
Украшать цифру цветами необходимо не только спереди, но и по бокам. Это позволит зрительно увеличить размер двойки и придать ей дополнительный объем.
Объемная цифра 2 готова.
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру
Она обязательно понравится вашему малышу и станет главным украшением торжества, запечатленным на памятных фото во время празднования дня рождения вашего двухлетки.
Как сделать объемную цифру
Как сделать объемную цифру

Как сделать объемные цифры на день рождения 🚩 цифры для дня рождения 🚩 Дизайн

Процесс создания объемной цифры для праздничной фотосесии условно можно поделить на два этапа: изготовление основы и декор готовой конструкции.

Для создания объемной цифры на день рождения сначала необходимо изготовить основу из картона, а затем украсить ее гофрированной бумагой, бумажными салфетками, помпонами или шерстяными нитками. Если вы планируете сделать цифру больших размеров, то необходимо заранее запастись коробками из-под крупной бытовой техники (холодильника, газовой плиты, телевизора и т.п.).  Коробку нужно поделить на листы и разложить их на полу.  На картонном листе необходимо нарисовать силуэт необходимой цифры и вырезать ее по контуру. Размер цифры зависит от вашего желания и размеров картонного листа.

Вырезанный шаблон прикладываем к другому листу из картона и обрисовываем ее по контуру, после чего также вырезаем. В итоге мы получим две идентичные друг другу цифры. Помимо этих двух заготовок нам потребуются полосы картона (ширина полос будет определять толщину изделия), из которых изготавливаются боковые стенки цифры. После того, как все заготовки из картона будут сделаны, можно приступать к сборке объемной цифры, склеивая детали малярным скотчем.изготовление цифры из картона

Также основу для объемной цифры можно сделать из пенопласта. Приобрести пенопластовые листы можно в любом строительном магазине. Если вы хотите сделать цифру потолще, то две панели из пенопласта можно склеить между собой с помощью клея для потолочной плитки.  Правда, этот материал довольно капризен в работе: при разрезании пенопласт крошится, а гранулы прилипают к инструментам и рукам.

Украшение цифры цветами из бумаги

Из папирусной или гофрированной бумаги можно сделать красивые и пышные цветы. Для этого стопку из 6-ти листов бумаги складываем мелкой гармошкой и разрезаем на три равные части. Каждую гармошку перевязываем ниткой посередине, округляем концы и выворачиваем бумагу так, чтобы получились лепестки. Когда будет сделано достаточное количество цветов, приклеиваем их к цифре из картона или пенопласта.цветы из бумагицифра с цветами из бумаги

Не менее пышными и праздничными смотрятся цифры, украшенные цветами из бумажных салфеток. Для создания такого декора потребуется 100-150 упаковок однотонных салфеток в зависимости от величины цифры. Каждую салфетку складываем пополам два раза и фиксируем конструкцию степлером посередине. Из полученного квадрата вырезаем окружность. Затем все слои круга поочередно поднимаем вверх, слегка приплюснув пальцами. Нижний слой кружка следует оставить расправленным, так как с его помощью цветок будет крепиться к основе из картона. цветы из бумажных салфетокцифра из бумажных салфеток

Цифры, декорированные розочками из гофрированной бумаги, выглядят нежными и воздушными. Создание такого декора – это довольно трудоемкий процесс, но результат того стоит. Для этого гофрированную бумагу нарезаем на длинные полоски. От ширины полосок будет зависеть размер будущего цветка. Ленту из бумаги слегка сминаем руками, после чего начинаем скручивать, немного отгибая края, чтобы получились лепестки. Остаток ленты скручиваем у основания получившегося цветка. Аналогичным способом изготавливаем нужное количество розочек, после чего приклеиваем их картону при помощи горячего клея.розочки из гофрированной бумагицифра с розочками из гофрированной бумаги

цифра из розочек

Украшение цифры бумагой в технике торцевания

Цифры, украшенные в технике торцевания, выглядят пышными и нарядными. Чтобы изготовить такой декор, гофрированную бумагу необходимо нарезать на квадраты одинаковой величины. В середину квадрата вставляем карандаш и оборачиваем вокруг него бумагу. После чего обмакиваем кончик карандаша в клее ПВА и присоединяем бумагу к заготовке из картона. Заполняем таким образом всю поверхность объемной цифры и аккуратно расправляем украшение руками. Не менее эффектно будет выглядеть декор, выполненный из фатина или органзы. Материал при этом также нарезается квадратами и крепится к основе с помощью горячего клея.

цифра из гофрированной бумаги

Если в качестве основы используется заготовка из пенопласта, то клей вообще не используется. Бумагу в этом случае наматываем на зубочистку, которая легко пронзает пенопласт и оставляет в нем торцовку. В технике торцевания очень удобно создавать различные узоры внутри фигуры, для этого достаточно наметить рисунок на основе и использовать разные цвета бумаги по его контуру.

цифра из бумаги

Украшение цифры бахромой

Бахрома из гофрированной бумаги — это, пожалуй, самый простой и быстрой способ декорирования объемной цифры. Бумагу нарезаем на длинные и широкие полосы. Каждую полоску складываем в прямоугольник и нарезаем его бахромой, после чего расправляем и приклеиваем к основе на двусторонний скотч.цифра с бахромойцифра с бахромой

Украшение цифры помпонами

Для начала необходимо сделать много помпонов из шерстяных ниток. Для их изготовления потребуется два одинаковых по размеру кольца, вырезанных из плотного картона. Кольца накладываем друг на друга и обматываем их шерстяными нитками до тех пор, пока не закроется отверстие кольца. Затем разрезаем нитки ножницами по краю, немного раздвигаем кольца и перевязываем нитки. Снимаем заготовки из картона и встряхиваем помпон. По такому же принципу изготавливаем необходимое количество помпонов. Готовый декор приклеиваем к картонной цифре на горячий клей. как делать помпоныцифра с помпонами

Украшение цифры пряжей

Для работы потребуется большой моток пряжи и клей ПВА. По бокам цифры из картона наносим небольшое количество клея и начинаем плотно обматывать заготовку шерстяными нитками. Сначала наматываем пряжу поперек, а затем – вдоль. цифра с помпонами

Объемные цифры подойдут как для маленького, так и для взрослого именинника. Размер цифры зависит только от вашего желания и дизайнерской задумки. Фигуры больших размеров используются для фотосессии, а маленькие номерки – для оформления обеденной зоны и канди-бара. Для украшения детского праздника лучше сделать цифру размером с ребенка или чуть выше него.

Декор объемной цифры может быть однотонным или разноцветным. Чтобы фигура выглядела более объемной, лицевую часть следует украсить в светлых тонах, а боковые стороны – в темных.  Для дня рождения девочки цифру можно оформить цветами из бумаги розового, красного, оранжевого, сиреневого и фиолетового цвета. При создании цифры для дня рождения мальчика лучше использовать синий, голубой, белый и зеленый цвета, а вместо цветов из бумаги лучше применить декор в виде бахромы или помпонов. 

Мастер-класс смотреть онлайн: Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами: видео мастер-класс

Видео мастер-класс по изготовлению объемной цифры 3 высотой 95 см. Делать такую цифру не легко и довольно долго, но результат себя оправдывает! Цифра в реальности смотрится очень шикарно и эффектно!

Ниже вкратце напишу, что и как делать, но наглядно все показано в видео мастер-классе.

Каркас цифры сделан из техноплекса. Форму цифры я рисовала от руки на глаз. Вырезала обычным ножом. По бокам клеила белую бумагу.

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 1

Поверх белой бумаги клеила тонкую гофрированную бумагу розового цвета.

Декор сделала из роз трех оттенков. Бумага флор. гофрированная с переходом. Так же сделала листики для роз из зеленой бумаги.

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 2

Сами цветы проще делать поэтапно, это гораздо быстрее. Например, сначала нарезать полоски, затем сделать «волну».

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 3

Затем уже крутить розы.

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 4

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 5

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 6

Клеить розочки лучше не вразнобой, а по порядку.

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 7

Дополнительный декор из золотых бабочек. Делать просто. На белом картоне рисуется орнамент бабочки. Бабочка вырезается и прокрашивается золотой краской. Краску использовала такую:

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 8

В наборе 6 цветов, в том числе и золотой.

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 9

По бокам цифры дополнительно приклеивается белый фатин и стразы.

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 10

Итог.

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 11

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 12

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 13

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 14

Как сделать объемную цифру 3 из бумажных роз со стразами видео мастер-класс, фото № 15

Статья об объемных объемах от Free Dictionary

одна из фундаментальных величин, связанных с геометрическими телами. В простейших случаях объем измеряется количеством единичных кубов, которые могут поместиться в теле, то есть количеством кубов с ребром единичной длины.

Задача расчета объемов очень простых твердых тел проистекает из практических потребностей и была стимулом для развития геометрии. Математика древнего Востока — Вавилона и Египта — имела ряд в основном эмпирических правил для расчета объема таких часто встречающихся тел, как призматические балки, цельные и усеченные пирамиды и цилиндры.Объемные формулы включены в неточные. Процентная ошибка в результате использования неточных формул была незначительной только в пределах линейных размеров, обычно встречающихся в твердых телах.

Греческие математики прошлых веков до нашей эры освободили теорию расчета объема от приближенных эмпирических правил. Элементы Евклида и работы Архимеда содержат только точные правила для расчета объемов многогранников и некоторых круглых тел, а именно цилиндра, конуса, сферы и их частей.В своей теории объемов многогранников греческим математикам пришлось преодолеть значительные трудности, которые существенно отличают эту ветвь геометрии от смежной ветви, касающейся площадей многоугольников. Только в начале 20-го века была найдена причина для этого различия. Используя прямолинейные разрезы, можно разбить многоугольник на части, которые можно переставить в квадрат. В 1901 году Ден показал, что аналогичное преобразование произвольного многогранника в куб с помощью плоских разрезов вообще невозможно.Вот почему при установлении формулы для объема тетраэдра, простейшего из всех многогранников, Евклиду пришлось прибегнуть к бесконечному процессу последовательных приближений — методу исчерпания.

Бесконечный процесс также лежит в основе современного подхода к измерению объема. Современный подход учитывает все возможные многогранники, вписанные в твердое тело K , и все возможные многогранники, вписанные примерно в K . Расчет объема многогранника сводится к вычислению объема составных тетраэдров многогранника.Пусть { V i } будет набором объемов многогранников, вписанных в K , и { V d } будет набором объемов многогранников, описанных около K . Множество { V i } ограничено сверху объемом любого описанного многогранника, а множество { V d } ограничено снизу, например, числом 0. Наименьшая верхняя граница { V i } называется внутренним объемом V 9 из K , а наибольшая нижняя граница { V d } называется внешним объемом V ̱ из K ,Если $ V совпадает с В , то число В = В = В называется объемом К , а К называется измеримым по Джордану. Необходимое и достаточное условие для измеримости твердого тела состоит в том, что для любого положительного числа существует многогранник, описанный вокруг твердого тела, и многогранник, вписанный в твердое тело, такой, что разность V d V i их объемы меньше ∊.

Аналитически объем можно выразить с помощью нескольких интегралов. Пусть твердое тело K (рис. 1) ограничено цилиндрической поверхностью с генераторами, параллельными оси z , измеримой по Иордану области M плоскости xOy и поверхностью

Рисунок 1

z = f (x, y ), который пересекается любой линией, параллельной генератору цилиндра, ровно в одной точке. Объем такого твердого тела можно рассчитать с помощью двойного интеграла

V = ∫∫ M f ( x, y ) dxdy

Объем твердого тела, ограниченного замкнутым Поверхность, которая пересекает линию, параллельную оси z , не более чем в двух точках, может быть рассчитана как разность объемов двух только что описанных твердых тел.Объем твердого тела также может быть выражен тройным интегралом

Рисунок 2

, где интеграция распространяется на часть пространства, занимаемого телом. Иногда удобно рассчитать объем твердого тела по сечениям. Пусть тело (рис. 2), лежащее между плоскостями z = a и z = b, b> a , будет разрезано плоскостями, перпендикулярными оси z . Если все сечения твердого тела измеримы и площадь сечения S является непрерывной функцией от до , то объем твердого тела может быть выражен простым интегралом

Исторически, операция Интеграция фактически использовалась (в различных геометрических формах) для вычисления объемов простых тел — пирамиды, сферы и некоторых тел вращения — задолго до разработки интегрального исчисления.Таким образом, был подготовлен путь для развития интегрального исчисления в 17 и 18 веков. В частности, принцип Кавальери, который по-прежнему важен в качестве учебного пособия, содержал формулу (1) в зачаточной форме. Правило Симпсона, которое подходит, когда функция S (z ) в (1) является полиномом не более третьей степени, также полезно в элементарных инструкциях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Кудрявцев Л.Д. Математический анализ , вып. 1-2. Москва, 1970.
Lebesgue, H. Об измерении величин , 2-е изд. М., 1960. (перевод с француз.)

.Высокопроизводительные суперконденсаторы

с контролируемой наноморфологией

1. Введение

Для удовлетворения различных требований к применению, а также для фундаментальных исследований переноса и хранения ионов в нанопористых средах мы выбрали углеродные электроды с уникальными и контролируемыми наноморфологиями: высоко выровненные углеродные нанотрубки (A-CNT) леса. При синтезе А-УНТ имеют низкую объемную долю УНТ (~ 1%). Традиционный метод для достижения высоких объемных характеристик A-CNT заключался в использовании уплотнения поверхностного натяжения жидкости, которое не контролировало наноморфологию A-CNT после уплотнения.В этой работе, используя и улучшая метод механического уплотнения, мы достигли 40% объемной плотности A-CNT. Была разработана и охарактеризована серия суперконденсаторных электродов. Как видно из этого раздела, высокая объемная доля A-CNT и сильно выровненных ионных каналов в нанопористых электродах приводит к превосходным рабочим характеристикам суперконденсаторов по сравнению с любыми электродами суперконденсаторов на основе CNT, изученными ранее. Суперконденсаторы имеют объемную плотность мощности 25 кВт / л (и плотность гравиметрической мощности 50 кВт / кг) для конденсаторной ячейки с 0.A-CNT толщиной 8 мм по сравнению с аналогичными конденсаторами, использующими A-CNT, уплотненные методом коллапса жидкости, 13,4 кВт / л (24 кВт / кг) для элементов с A-CNT толщиной 0,5 мм. Исследование также показывает важность ионной проводимости электролитов в контроле мощности и плотности энергии суперконденсаторов.

Поскольку плотности энергии и мощности суперконденсаторов прямо пропорциональны квадрату рабочего напряжения ячейки V (~ V 2 ), повышение рабочего напряжения ячейки будет иметь большой потенциал для повышения плотности энергии и мощности.Асимметричные суперконденсаторы, которые позволяют оптимизировать как катод, так и анод одновременно, обеспечивают привлекательный подход для повышения рабочего напряжения ячейки, помимо других свойств. В этой главе мы исследовали асимметричные конфигурации суперконденсаторов для электродов на основе углерода для одного электрода и проводящих A-CNT с полимерным покрытием (CP) для другого на основе их электрохимических окон. Здесь мы исследуем асимметричные суперконденсаторы, в которых оба электрода настроены соответственно, для улучшения электрохимических характеристик устройства, таких как удельная емкость и электрохимическое окно.Следовательно, рабочее напряжение увеличивается. Конформный пар используется для нанесения СР на А-УНТ, улучшая способность электрода накапливать заряд, в то время как морфология выровненного нанопроволоки композитного электрода демонстрирует прямые быстрые пути переноса ионов для повышения мощности. А-графеновый электрод, который изготовлен посредством процесса самосборки, показывает высокую плотность активного материала. В сочетании с высокой удельной площадью поверхности 3000 м 2 / г электрод дает очень высокие удельные объемные емкости, энергию и удельные мощности.В результате асимметричные суперконденсаторы показывают плотность энергии 113 Вт / л (176 Вт / кг), которая является самой высокой среди всех суперконденсаторов на основе углерода, и плотность мощности 149 кВт / л (233 кВт / кг).

2. Симметричные суперконденсаторы с контролируемой уникальной наноморфологией

Рисунок 1.

(a) Иллюстрация извилистых путей переноса ионов в электродах с активированным углем, а также параллельных путей ионов в А-УНТ. (b) Оптические изображения, процесс механического уплотнения и СЭМ-изображения с 1% Vf и 40% Vf A-CNT.

В настоящее время большинство суперконденсаторов изготавливаются из активированного угля (AC), который обладает очень большой удельной площадью поверхности (1000–2000 м 2 / г). Недавние достижения продемонстрировали много привлекательных особенностей использования A-CNT для суперконденсаторов с нанопористыми электродами, особенно параллельных ионных каналов, образованных A-CNT, которые улучшают транспорт ионов, как схематически показано на рисунке 1 (а), по сравнению со случайно расположенными нанопористыми электроды от переменного тока, образующие извилистые пути переноса ионов [1, 2].Следовательно, суперконденсаторные ячейки с A-CNT обладают более высокой мощностью и плотностью энергии, чем от переменного тока. Так как выращенные леса A-CNT имеют объемную плотность CNT <5 об.%, A-CNT должны быть уплотнены для достижения более высокой объемной плотности A-CNT для практических применений суперконденсаторов. В последнее десятилетие было проведено много работ для производства выровненных A-CNT с высокой плотностью CNT для достижения высокой объемной емкости, плотности энергии и плотности мощности, которые являются критическими для современных электрических и электронных систем для реализации компактного размера устройства и увеличения функций в пределах заданных объемов устройства.Например, Futaba et al. В [3] использовался метод жидкого схлопывания для уплотнения А-УНТ с высокой плотностью (~ 50 об.%). Здесь метод механического уплотнения имеет несколько преимуществ по сравнению со способом сжатия жидкости. Этот метод обеспечивает точный контроль плотности конечных A-CNT в диапазоне от исходных 1 об.% A-CNT до> 50 об.%. Кроме того, образцы A-CNT с различными размерами могут быть уплотнены с точно контролируемой наноморфологией (выравниванием), и, следовательно, этот метод обеспечивает реалистичный путь для масштабирования A-CNT с высокой плотностью для крупномасштабного изготовления суперконденсаторов из A-CNT сверхвысоких объемная плотность [4].Кроме того, наличие A-CNT с различной плотностью и, следовательно, с разным размером ионных каналов также создает прекрасную возможность для изучения того, как размер ионного канала, образованного A-CNT, влияет на транспорт и хранение ионов, что имеет большое значение при разработке суперконденсаторов. с высокой энергией, удельной мощностью и индивидуальными характеристиками. Мы также изучили влияние ионной проводимости электролита на электрохимические характеристики суперконденсаторов. Для исследования была выбрана ионная жидкость на основе имидазолия (1-этил-3-метилимидазолий-тетрафторборат, EMI-BF 4 ).Имидазолиевые ионные жидкости (ИЛ) из-за их высокой ионной проводимости и широкого электрохимического окна были очень широко исследованы в качестве электролитов для суперконденсаторов. Смесь IL, такого как EMI-BF 4 , и молекулярной жидкости, такой как пропиленкарбонат (ПК), может привести к заметному увеличению (более чем в два раза) ионной проводимости по сравнению с чистым EMI-BF 4 . Результаты экспериментов показывают, что увеличение ионной проводимости электролита может привести к значительному увеличению плотности мощности (более чем удвоение плотности мощности при использовании EMI-BF 4 / PC по сравнению с чистыми EMI-BF 4 ) суперконденсаторов ,

A-CNT в этой работе были изготовлены методом модифицированного химического осаждения из паровой фазы (CVD) на кремниевых пластинах, а железо (Fe) на глиноземе использовалось в качестве катализатора. Выращенные углеродные нанотрубные леса имеют объемную долю 1% (Vf) с плотностью 10 9 –10 10 УНТ см -2 . Средний диаметр нанотрубок составляет 8 нм с 3–5 мультистенками. Расстояние между нанотрубками составляет около 80 нм в лесу. Для синтеза Vf A-CNT отдельно стоящие леса CNT были отделены от кремниевой пластины с помощью лезвия бритвы.И затем, как показано на рисунке 1 (б), леса подвергались механическому процессу двухосного уплотнения в двух ортогональных направлениях. В этом методе лес A-CNT уплотнялся вдоль одного направления сначала на фиксированное расстояние с использованием механического стержня, а затем был использован другой механический стержень в ортогональном направлении для сжатия леса A-CNT до конечной объемной доли. Изменяя расстояние между CNT в процессе уплотнения, можно получить леса A-CNT с различными значениями Vf.

Рисунок 2.

Электрохимические характеристики суперконденсаторов с электродами A-CNT и электролита EMI-BF4 / PC при 4 В: (а) гравиметрические циклические вольтамперограммы и (б) объемные циклические вольтамперограммы электродов A-CNT с 1% и 40 % Vf при 100 мВ с -1.

В качестве электродов суперконденсаторов использовались леса A-CNT. В качестве электролита использовали 3 М EMI-BF 4 (тетрафторборат 1-этил-3-метилимидазолия) в пропиленкарбонате (ПК) для улучшения ионной проводимости.По сравнению с чистой ионной жидкостью смесь ионных жидкостей / молекулярных жидкостей (IL / ML) будет иметь более высокую проводимость. В качестве сепаратора использовали полипропиленовую пористую мембрану (Celgard 3501, Celgrad LLC) толщиной 25 мкм. Сэндвич-архитектура (электрод / сепаратор / электрод) была помещена между двумя кусками покрытых Au стальных пластин, которые служили токосъемниками. Затем вся камера была помещена в тефлоновый держатель. Для сравнения, суперконденсаторные электроды, которые изготовлены из порошков активированного угля, смешанных с 10 мас.% ПТФЭ и 10 мас.% Сажи, также были изготовлены с использованием стандартного метода.

На рисунке 2 (a) представлены кривые циклической вольтамперометрии (CV) при 100 мВ с частотой сканирования −1 суперконденсаторов с 1% Vf и 40% Vf A-CNT в качестве электродов в 3 M EMI-BF 4 Электролит ПК. Как показано на рисунке, очень мало различий в падении гравиметрической емкости при увеличении Vf A-CNT с 1% до 40%, показывая, что процесс уплотнения все еще может поддерживать согласованную наноморфологию с параллельными ионными путями. С другой стороны, увеличение Vf A-CNT с 1% до 40% приводит к значительному увеличению с учетом характеристик объемной емкости, как показано на рисунке 2 (б).

Рис. 3.

(a) Кривые гальваностатического заряда и разряда при 1 A г-1 для суперконденсаторов с электродами Vf леса и EMI-BF4 / PC в качестве электролита. (б) Гравиметрические и (в) объемные удельные емкости для суперконденсаторов с электродами из 1% и 40% Vf леса с различными скоростями разряда. (d) Гравиметрические и (e) объемные графики Рагона для суперконденсаторов с электродами 1% и 40% Vf A-CNT. (f) Эффективность циклического удержания 40% Vf суперконденсатора A-CNT с напряжением 4 В при плотности тока заряда и разряда 5 А г -1.

Гальваностатические циклы между 0 и 4 В для суперконденсаторов с 1% Vf и 40% VfA-CNT электродов при 1 A g -1 плотности тока представлены на рисунке 3 (а). Емкость ячейки может быть определена:

, где I — постоянная плотность тока, В, — потенциал, и t — время разряда. На рис. 3 (б) и 3 (в) показаны удельные гравиметрические и объемные емкости с разными токами разряда соответственно.Хотя ячейка с электродами 1% Vf демонстрирует немного более высокую удельную гравиметрическую емкость, которая превышает 270 F g -1 , их объемная емкость очень мала (около 3 F см −3 ).

Следует отметить, что электрод 1% Vf A-CNT имеет очень низкую плотность активного материала — 0,013 г / см 3 . Для этого типа электрода большая часть объема электрода заполнена электролитами, масса которых не учитывается при оценке гравиметрических электрохимических характеристик.Вместо этого, объемные значения следует использовать для исследования при сравнении электродов с большой разницей в плотности активного материала. Можно обнаружить, что удельная объемная емкость электродов A-CNT 40% Vf примерно в 40 раз выше, чем у электродов A-CNT 1% Vf, демонстрируя, что наноморфология A-CNT сохраняется благодаря использованию метода механического уплотнения разработан здесь.

Максимальную плотность мощности и плотность энергии ячеек суперконденсатора можно рассчитать на основе эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) и удельной емкости.Графики гравиметрического и объемного Ragone для ячеек суперконденсатора показаны на рисунках 3 (d) и 3 (e) соответственно. Энергия ячейки суперконденсатора под каждым разрядным током может быть рассчитана путем интегрирования разрядных кривых со временем.

ESR можно рассчитать на основе приведенного ниже уравнения:

, где ∆ В — падение напряжения при переключении тока с положительного значения на отрицательное значение, например, от 1 Ag -1 до -1 Ag -1 I = 2 Ag -1 ).Следовательно, максимальная плотность мощности может быть получена из:

Плотность активного материала электродов во многих недавно разработанных нанопористых электродах, таких как описанные здесь электроды A-CNT, может варьироваться в широком диапазоне. Традиционный метод оценки производительности элемента суперконденсатора, такой как гравиметрическая энергия и плотности мощности, не будет точно отражать характеристики устройства, поскольку включена только масса материала проводящего электрода, а плотность активного материала обычно очень низкая.Например, из-за очень большого «пустого пространства» (80 нм между нанотрубками) в ионном пути очень высокая плотность мощности 100 кВт / кг -1 была получена в суперконденсаторной ячейке с 1% Vf A-CNT леса как электроды клетки. Для сравнения, 50 кВт / кг -1 было получено в ячейке суперконденсатора на основе 40% Vf A-CNT лесов в качестве электродов из-за меньшего размера пор. Тем не менее, суперконденсаторная ячейка с 1% Vf A-CNT леса показывает очень низкую гравиметрическую максимальную мощность и плотность энергии по сравнению с суперконденсаторной ячейкой на основе 40% Vf A-CNT леса, если общая масса электрода, включая все элементы, такие как в качестве активных материалов и электролитов, рассматривается.

Для элементов суперконденсатора с 1% Vf лесов A-CNT в качестве электродов удельная гравиметрическая емкость снизится до 4,3 Фг -1 , когда общая масса электрода, включая оба активных материала 1% Vf (A-CNT) и 99% Vf электролит, используется для расчета. Это намного меньше, чем 270 F g -1 , рассчитанных, когда включена только масса A-CNT. Напротив, для 40% Vf A-CNT гравиметрическая емкость 270 F g -1 для одного активного материала эквивалентна 139.8 F g -1 , когда вся масса электрода включена.

Суперконденсаторы на основе 40% Vf A-CNT также демонстрируют отличную долговечность при циклировании, как показано на рис. 3 (f). Данные были получены в течение 5000 циклов путем повторения процесса гальваностатического заряда и разряда между 0 и 4 В при переменных плотностях тока 5 и -5 A g -1 , которые показывают превосходную электрохимическую стабильность. Сохранение емкости 98% после 5000 циклов было получено на основе элемента суперконденсатора с A-CNT сверхвысокой плотности как 40% Vf.

Рисунок 4.

(a) Графики Найквиста суперконденсаторов на основе A-CNT с двумя объемными долями в диапазоне от 100 кГц до 10 мГц. (б) Гравиметрические и (в) объемные графики Рагона ячеек суперконденсаторов с электродами на основе 40% Vf A-CNT лесов и с электродами с использованием активированного угля. (d) При нескольких плотностях тока разряда соотношение удельной емкости ячеек основано на 40% Vf A-CNT лесов.

Анализ электрохимической импедансной спектроскопии (EIS) был проведен для изучения возможного влияния лесов A-CNT сверхвысокой плотности на электрохимические характеристики суперконденсаторных электродов.На рисунке 4 (a) показан показатель EIS в диапазоне частот от 100 кГц до 10 мГц. На графиках Найквиста ячеек суперконденсаторов с электродами, основанными на 1% и 40% Vf A-CNT лесах, видны как полукруги на высокой / средней частоте, так и резкие подъемы на низких частотах. Поведение полукруга обусловлено сопротивлением переноса заряда электродов, а резкое увеличение в низкочастотном диапазоне обусловлено идеальной емкостной характеристикой электрода. Можно было бы обнаружить, что элемент с электродами на основе 40% Vf A-CNT лесов также демонстрирует гораздо меньшее сопротивление (Z ‘) при нормализации по площади конденсаторов (Ом -2 ) по сравнению с площадью электродов на основе 1% Vf A-CNT леса.

Для сравнения был изготовлен активированный уголь толщиной 800 мкм. Максимальная плотность мощности, плотность энергии и электрохимические характеристики элементов на основе активированного угля показаны на рис. 4 (б) и 4 (в). На основе электродов с активированным углем были получены значительно более низкие объемные удельная плотность энергии и удельная мощность (20 и 1,1 кВт / л −1 , ниже 4 В) по сравнению с характеристиками с 40% Vf в лесах A-CNT (75 и> 25). кВт L -1 при 4 В).Эти результаты указывают на превосходные электрохимические характеристики электродов A-CNT сверхвысокой плотности, изготовленных из разработанного здесь метода механического уплотнения. Наноморфология выровненных ионных путей приводит к быстрой скорости заряда / разряда и высокой плотности мощности / энергии.

На рисунках 4 (b) и 4 (c) видно, что увеличение плотности мощности очень мало, а увеличение напряжения с 3 до 4 В приводит к значительному увеличению плотности энергии, с 15 до 75 Втч. L — 1 (гравиметрический 30–150 Втч, кг −1 ).Большое увеличение плотности энергии является результатом увеличения удельной емкости электродов с увеличением напряжения, как показано на рисунке 4 (г). Удельная емкость получается как 260 F g -1 (135 F см −3 ) при 4 В. Эти значения намного выше, чем сообщенные ранее для суперконденсаторов, использующих уплотненные A-CNT, методом жидкого коллапса. С другой стороны, следует отметить, что максимальная плотность мощности зависит от ESR (см. Уравнение (4)), а также от приложенного напряжения.Результаты показывают, что ESR значительно увеличивается при повышении рабочего напряжения с 3 до 4 В, что согласуется с результатами более раннего исследования в нашей группе [5]. Процесс диффузии и процесс дрейфа доминируют в транспорте подвижного иона в ионных устройствах, таких как суперконденсаторы. Диффузия относительно медленнее и, следовательно, представляет значительно более высокую СОЭ по сравнению с дрейфующим процессом.

3. Асимметричный суперконденсатор с высокими электрохимическими свойствами и были разработаны листы графена со сверхвысокой плотностью (а-графен) в качестве другого электрода.Асимметричная конфигурация суперконденсатора позволяет настраивать оба электрода отдельно, увеличивая емкость устройства и электрохимическое окно, и, следовательно, рабочее напряжение. В результате комплементарного трехмерного нанохвоста асимметричных электродов устройство обладает широким электрохимическим окном 4 В и высокими электрохимическими характеристиками [6].

Для суперконденсаторов хорошо известно, что плотность энергии ( E ) связана с емкостью гравиметрического или объемного элемента ( C ) и рабочим напряжением ( V ), т.е.е.

А максимальная плотность мощности P определяется по уравнению (4). Уравнения (4) и (5) показали, что одним из наиболее эффективных способов увеличения как мощности, так и плотности энергии является повышение рабочего напряжения ячейки. В общем случае рабочее напряжение элемента суперконденсатора связано с электрохимическим окном, которое определяется границей раздела между электродом и электролитом. В качестве многообещающего способа можно собрать асимметричный суперконденсатор, чтобы в полной мере использовать электрохимические окна обоих электродов для увеличения максимального рабочего напряжения элемента в элементе суперконденсатора.Показано, что контроль морфологии электродов с помощью наноразмерной настройки является эффективным способом повышения производительности суперконденсатора (гравиметрической и объемной мощности и энергии) посредством увеличения ЭКВ и емкости и уменьшения СОЭ.

Рисунок 5.

Наноструктурные электроды в асимметричных суперконденсаторах. Слева, TEM микрофотографии с низким и высоким увеличением электрода, составленные из конформного oCVD PEDOT на A-CNT, и справа, SEM изображения активированного графенового электрода.

Последние достижения в области конформного покрытия проводящего полимера PEDOT путем окислительного химического осаждения из паровой фазы (oCVD) на решетках из нанопроволоки и разработки графена с относительно большой площадью гравиметрической поверхности создают уникальные возможности для разработки высокоэффективных асимметричных суперконденсаторов.Как схематически показано на фиг.5, комбинация выровненных путей переноса ионов, образованных выровненными решетками нанопроволок, которые обеспечивают быстрый перенос ионов в электроде, который уменьшает СОЭ электрода, и конформное покрытие проводящего полимера PEDOT на А-УНТ, которое усиливает способность накопления заряда (большой C) способствует как высокой энергии, так и плотности мощности элементов. PEDOT был выбран в качестве проводящего полимера из-за его устойчивости к воздействию окружающей среды, высокой электропроводности и широкой ЭКВ.Как показано на рисунке 6 (а), PEDOT oCVD с конформным покрытием на A-CNT дает стабильное ECW от -1,0 до 1,8 В при использовании смеси ионная жидкость / молекулярная жидкость, 2 М 1-бутил-3-метилимидазолия тетрафторбората ( BMI BF 4 ) / пропиленкарбонат (ПК), в качестве электролита. Высокая ECW 1,8 В делает его отличным материалом положительного электрода в асимметричных суперконденсаторах.

Рисунок 6.

Характеристики двух электродов: (a) Кривые CV композитов PEDOT / A-CNT при 5 мВ / с в 2 М BMIBF4 / PC.(b) Кривые гальваностатического заряда / разряда композита PEDOT / A-CNT при плотностях тока 2 А / г. (c) Удельная емкость при различных плотностях разряда электрода PEDOT / A-CNT. (d) CV-кривые a-графена при 5 мВ / с в 2 М BMIBF4 / PC. (д) Кривые гальваностатического заряда / разряда a-графена при плотностях тока 2 А / г. (f) Удельная емкость при различных плотностях разряда a-графенового электрода.

Благодаря своим благоприятным ECW электроды на основе углерода, такие как активированный уголь, используются в качестве отрицательных в асимметричных суперконденсаторах.В этом исследовании был выбран новый класс углеродного материала, а-графен, из-за его превосходящей гравиметрической поверхности по сравнению с активированным углем. A-графен, впервые сообщенный Zhu et al., Имел очень большую удельную площадь поверхности (до 3100 м 2 / г) с наноразмерными порами и демонстрировал гравиметрическую емкость до 200 ф / г при сборке суперконденсаторов [7]. Однако простая механическая упаковка хлопьев а-графена привела к относительно низкой плотности (~ 0.3 г / см ( (3 )) по сравнению с плотностью графита 2,2 г / см ( (3 ). При такой конфигурации был получен низкий объемный КПД суперконденсаторов (удельная объемная емкость составляла 60 Ф / см 3 ). При случайной упаковке этих хлопьев а-графена, которые имеют поперечный размер в несколько микрон и толщину в несколько нанометров, неизбежно включать поры микронного размера в электроды, уменьшая плотность. Процессы самосборки достаточно эффективны для увеличения плотности материалов на основе графена.Здесь, используя процесс самосборки с помощью вакуума, который позволял чешуйкам а-графена выровняться параллельно и последовательно укладывать друг на друга, как показано на СЭМ-изображении на рисунке 5, мы изготовили электроды а-графена с высоким плотность, сохраняя при этом морфологию нанопористых частиц каждой а-графеновой чешуйки. ECW a-графена также был охарактеризован, и, как показано на рисунке 6 (d), a-графен имеет стабильную ECW от -2,2 В до 1 В с электролитом 2M BMIBF 4 / PC.Комбинация высокой удельной гравиметрической поверхности и высокой плотности α-графенов в качестве отрицательного электрода увеличивает ECW и приводит к высокой объемной плотности мощности и энергии, помимо длительного срока службы и высокого емкостного удержания.

Высокоплотные (через упаковку) выровненные леса из углеродных нанотрубок (A-CNT) особенно выгодны в качестве проводящих сетей для поддержки слоя покрытия CP в суперконденсаторах, если сравнивать их со случайно упакованными морфологиями.Помимо прямого (и, следовательно, быстрого) переноса ионов в выровненном канале для уменьшения СОЭ, показанного на рисунке 5, композит PEDOT / A-CNT также обеспечивает лучшую механическую стабильность и, следовательно, более высокую способность удержания после многих циклов зарядки и разрядки по сравнению с электродами PEDOT / случайно упакованные сети CNT. В современной литературе большинство электродов из ХП / УНТ были изготовлены электрохимическими методами, что приведет к нанесению неоднородного слоя ХП на УНТ. Как показано на рисунке 6, тонкие (~ 5–10 нм) окислительные химические осаждения из газовой фазы (oCVD), слои PEDOT образуют конформное покрытие на очень высоком аспектном соотношении A-CNT (0.Длиной 2 мм).

Электрохимические характеристики композитного электрода PEDOT / A-CNT были исследованы циклической вольтамперометрией (CV) и гальваностатическим тестом заряда-разряда с использованием системы электродов с трафаретной печатью (Dropsens) с композитом PEDOT / A-CNT в качестве рабочего электрода, в то время как Ag и Pt использовались в качестве электрода сравнения и противоэлектрода соответственно. На рис. 6 (а) показана кривая CV композитного электрода PEDOT / A-CNT в 2 М электролите BMIBF 4 / PC при скорости сканирования 5 мВ с -1 , которая показывает ECW от -1 В +1.8 V. Гальваностатические циклы для электрода PEDOT / A-CNT при переменных токах 2 и -2A g -1 показаны на рисунке 6 (b). Симметричные и линейные характеристики заряда и разряда с течением времени обнаруживают быстрый I-V отклик и обратимую электрохимическую реакцию, что приводит к превосходному емкостному поведению. Удельная емкость электрода может быть определена из уравнения (1). Высокая удельная гравиметрическая емкость 230 F / г была получена при 2 A / г. На рисунке 6 (с) представлена ​​удельная емкость при различной плотности тока разряда, от 0.От 5 до 10 А / г. Сохранение емкости 74,2% было получено при 10 А / г (от 260,8 Ф / г при 0,5 А / г до 193,5 Ф / г при 10 А / г), что указывает на то, что электрод PEDOT / A-CNT обеспечивает надежные емкостные характеристики для высоких силовые приложения. Это относительно высокое удержание механически обусловлено конформным покрытием oCVD PEDOT на A-CNT. Параллельные пути переноса ионов, образованные PEDOT / A-CNT, и высокая электронная проводимость A-CNT улучшают перенос ионов и приводят к низкому ESR и, следовательно, к высокой плотности мощности.Циклическая стабильность электродов PEDOT / A-CNT была охарактеризована и сравнена с таковой у электродов PEDOT, нанесенных на случайно упакованные сети CNT. Симметричные суперконденсаторы, изготовленные из PEDOT / A-CNT, имели задержку 89% после 1000 циклов цикла напряжения 2 В по сравнению с 73% после 1000 циклов от PEDOT при случайной морфологии CNT. В случайно упакованных сетях УНТ в зазорах между нанотрубками имеются слои СР. Механический отказ СР-слоев в этих зазорах приведет к нарушению путей электропроводности между нанотрубками и уменьшит проводимость сетей УНТ после длительных циклов зарядки / разрядки.В результате на емкость и другие электрохимические характеристики будут влиять. Напротив, путь электропроводности непрерывно выровненных лесов УНТ не будет нарушен механическим разрушением слоев покрытия CP из-за этой наноморфологии. Следовательно, электроды A-PEDOT / A-CNT проявляют более надежную механическую стабильность и высокое удержание емкости по сравнению с электродами CP, размещенными в случайно упакованных сетях CNT.

Электрохимические характеристики а-графенового электрода были охарактеризованы, как указано выше, включая использование 2 М BMIBF 4 / PC в качестве электролита.На рисунке 6 (d) представлена ​​кривая CV электрода a-графена при скорости сканирования 5 мВ / с, показывающая ECW от -2,2 В до +1 В. Наклон кривой разряда на рисунке 6 (e) дает удельная емкость 165 Ф / г при 2 А / г. Удельные емкости a-графенового электрода с различными токами разряда представлены на рисунке 6 (f). А-графеновый электрод проявляет высокую удельную емкость в диапазоне от 186,4 до 148,2 Ф / г при увеличении тока разряда от 0,5 А / г до 10 А / г. Кроме того, высокая плотность электродов a-графена приводит здесь к удельной объемной емкости 175 F / cm 3 от кривой разряда постоянного тока 1 A / г, которая является самой высокой среди всех электродов на основе углерода ,

Оба электрода независимо установлены в асимметричных суперконденсаторах для работы в более оптимальных условиях. Здесь электрод PEDOT / A-CNTs и а-графеновый электрод были собраны, разделены пористой бумагой толщиной 40 мкм. В качестве электролита использовали 2 М BMIBF4 / PC из-за его высокой ионной проводимости. При правильной настройке соотношения масс двух электродов асимметричный конденсатор может работать при полном рабочем напряжении ячейки 4 В, достигая максимальных напряжений от обоих электродов (= 1.8 В (композит A-CNT / PEDOT, V + ) + 2,2 В (хлопья a-графена, V )). Исходя из того, что заряд, накопленный на двух электродах, должен быть равен по величине с противоположным знаком (| q + | = | q− |), массовое соотношение между двумя электродами может быть определено как следующее уравнение, если мы рассмотрим накопленный заряд q на электроде q = C Вм , где C — удельная гравиметрическая емкость, ∆ V — максимальный диапазон потенциалов, разрешенный ECW, и m — масса электрода ,

m + m− = C − ΔV − C + ΔV + E6

Рисунок 7.

Характеристики ячейки: (a) Кривые CV асимметричной ячейки при различных скоростях сканирования от 5 до 100 мВ / с от 0 до 4 В с использованием 2 М BMIBF4 / ПК в качестве электролита. (б) Гальваностатические кривые заряда / разряда асимметричной ячейки при плотности тока 2 А / г. (c) Емкость элемента асимметричной ячейки при различных плотностях тока разряда. (d) Циклическое удержание емкости асимметричного суперконденсатора под напряжением 4 В при плотности тока 5 А / г в 2 М электролите BMIBF4 / PC.

От удельных емкостей двух электродов, 230 и 165 Ф / г, соответственно, при постоянном токе разряда 2 А / г, и ΔV + = 1,8 В и ΔV = -2,2 В, Уравнение (6) может привести к массовому отношению (m + / m-) 0,88 для полного рабочего напряжения ячейки 4 В, обеспечивая конструктивные характеристики асимметричного суперконденсатора, собранного здесь.

На рисунке 7 (a) представлены кривые CV изготовленных асимметричных суперконденсаторов при скоростях сканирования от 5 до 100 мВ с -1 с использованием 2 М BMIBF 4 / PC в качестве электролита.Конденсаторы отображают около прямоугольных кривых CV, особенно для более низких скоростей сканирования. Чтобы дополнительно оценить емкостные характеристики элемента, были охарактеризованы гальваностатические кривые заряда / разряда при различных плотностях тока. Гальваностатические циклы при переменных плотностях тока заряда / разряда 2 и –2 А / г представлены на рисунке 7 (б), из которого была определена емкость элемента (уравнение (1)). На рис. 7 (с) представлены гравиметрические и объемные емкости ячейки при различных токах разряда.Следует отметить, что рассчитанная емкость ячейки была основана на общей массе активных материалов (как положительных, так и отрицательных электродов), поскольку не имеет смысла определять удельную емкость одного электрода для асимметричного суперконденсатора. Емкость элемента составляет 81,6 Ф / г при 0,2 А / г и становится 55,4 Ф / г при увеличении плотности тока разряда до 10 А / г, что указывает на относительно хорошее сохранение емкости. Получаемая здесь емкость элемента выше, чем у симметричных суперконденсаторов на основе а-графена и других проводящих асимметричных суперконденсаторов на основе полимеров.Циклическая способность удержания асимметричных суперконденсаторов была исследована путем непрерывного выполнения процесса гальваностатического заряда / разряда между 0 и 4 В при альтернативных плотностях тока 5 и -5 А / г в течение более 1000 циклов. Асимметричный суперконденсатор поддерживает электрохимическое удержание 94% после 1000 циклов, как показано на рисунке 7 (d). Небольшая потеря емкости, вероятно, связана с уменьшением емкости электрода PEDOT / A-CNT.

Рис. 8.

Абсолютная и относительная производительность асимметричной ячейки: (a) График Найквиста асимметричной ячейки.(б) Падение внутреннего сопротивления при различной плотности тока. (c) Рагоновая диаграмма PEDOT / A-CNTs // a-графеновый асимметричный суперконденсатор в гравиметрической единице. (d) Диаграмма Рагона PEDOT / A-CNTs // асимметричный суперконденсатор a-графена в объемных единицах.

Электрохимические характеристики асимметричной суперконденсаторной ячейки дополнительно характеризовали электрохимической импедансной спектроскопией (EIS). График Найквиста, как показано на рисунке 8 (а), достигается в диапазоне частот от 100 кГц до 10 мГц от приложенного напряжения 5 мВ.Можно обнаружить, что полукруг в высокочастотной области и резкий рост мнимой части электрического импеданса, показанного на рисунке, отражают преобладание емкости элемента в области низких частот. Как показано на графике Найквиста, полукруг на средней / высокой частоте обусловлен сопротивлением переноса заряда в пористых электродах. Высокочастотное пересечение на реальной оси графика Найквиста, показанного на рисунке, представляет внутренние сопротивления. Внутреннее сопротивление 0.1 Ом см 2 ячейки получено на рисунке, когда нормализовано с площадью токосъемника конденсаторов, что указывает на высокую электропроводность и низкое ESR элементов.

Максимальная плотность мощности асимметричной ячейки суперконденсатора определяется из уравнения (4). На рисунке 8 (c) представлен график Рагона (плотность гравиметрической мощности в зависимости от плотности энергии) асимметричного суперконденсатора, полученный из кривых гальваностатического разряда, измеренных при различных плотностях тока заряда / разряда в соответствии со стандартной практикой.В дополнение к гравиметрическим характеристикам, максимальная плотность мощности получается из уравнения (3), где В — это рабочее напряжение, которое здесь составляет 4 В.

Объемная энергия и удельная мощность более важны для практического применения. Элементы имеют как объемную, так и гравиметрическую мощность и плотность энергии при 149 кВт / л (233 кВт / кг) и 113,2 Вт / л (176,6 Вт / кг) соответственно. Эти значения значительно выше, чем у других известных симметричных суперконденсаторов на основе углерода, проводящих суперконденсаторов на основе полимеров и других устройств, о которых сообщалось ранее [8–10].Псевдоконденсаторная природа PEDOT имеет более низкую скорость зарядки / разрядки по сравнению с таковой у суперконденсаторов с чистой EDLC, и, следовательно, плотность мощности ниже, чем у суперконденсаторов A-aMEGO, которые были представлены в следующем разделе.

Итак, в этой статье был разработан асимметричный суперконденсатор, в котором используется конформное покрытие из композита PEDOT / A-CNT в качестве одного электрода и чешуйки а-графена высокой плотности в качестве другого электрода. Композит PEDOT / A-CNT объединяет быстрые пути переноса ионов, улучшает способность к накоплению заряда и снижает СОЭ, в то время как α-графеновый электрод изготовлен из процесса самосборки, который обладает чрезвычайно высокой удельной гравиметрической и объемной емкостью.Два электрода индивидуально приспособлены для управления наноморфологией и синергетически работают вместе в асимметричной конфигурации ячейки. ECW был израсходован до 4 В. Подгонка материалов двух электродов в масштабе, приближающемся к шкале ионов, может позволить дальнейшее расширение характеристик асимметричного суперконденсатора для удовлетворения требований широкого диапазона применений накопления энергии.

Благодарности

Эта работа была поддержана AFOSR под грантом №.FA9550-11-1-0192. Воспроизводится с Ref. [4] с разрешения ELSEVIER. Воспроизводится с Ref. [6] с разрешения Королевского химического общества.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о