三维多孔碳纳米片的硬模板法制备及超级电容器应用

发布时间：2020-12-17 02:06

　　相比于传统化学电源,超级电容器具有超高的循环稳定性、超快的充放电速率,再加上其远大于传统电容的比容量,使其成为新能源时代的宠儿。碳材料作为超级电容器用电极材料已实现了商业化应用。但是,由于电容量、能量密度以及制备成本的限制,碳基拆机电容器的规模化应用受到了制约。因此,低成本地制备出导电性好、比表面积大的高性能电容器碳电极材料备的研究受关注。在诸多碳材料中,多孔碳作为一种低成本、高比表面积、孔结构发达的碳材料一直为研究人员所追捧。为了制备出高比表面积与高电导率兼顾、发达的孔结构与高石墨化程度并存的碳材料,MgO硬模版法不失为一种很好的选择。但是,目前采用该方法制备的多孔碳的性能还有待进一步的提升。因此,对硬模板制备方法的优化、相关机理的揭示以及所制备碳材料的特性及超级电容器应用的研究具有重要的科学意义和研究价值。本论文提出采用尿素作为碳源,基于MgO的单模板法以及基于MgO和ZnO的双模板法制备片层结构的多孔碳,进而深入研究碳材料的生长特性、电化学性能及其在超级电容器中的应用,并探讨了相关机制。论文的主要研究内容包括:（1）以金属镁作为还原剂在高温下制备碳材料,反应生成的MgO原子基团不... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

多孔碳材料TEM形貌结构图

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文相应的电荷使其留在碳电极中，直到内部电势差电过程，外电路接通，被吸附的正负离子脱附回正负电荷被释放，对外做功。双电层超级电容器理，由公式 C S /4 kd可知，电容值与表面积成反比[7]。所以，电极材料的比表面积（SSA）大，也就决定了电容器电容大小，而孔结构分布的即距离 d，也就决定了电容大小和充放电速率。单、比表面积足够大且孔结构分布合理的碳材料

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文部由于大量孔道和缺陷的存在导致其产生较大的比表2/g 以上，是一种合适的超级电容器电极材料[13]。也使得其导电能力相较于结晶碳材料要低，所以在做超 10 %左右的炭黑作为导电剂。内部缺陷会产生部分赝值。图 1-3 为一种以生物质为碳源经碳化得到的活性炭中可以看到其内部为中空的结构，分布着大小不一但

【参考文献】：
期刊论文
[1]高能量密度和功率密度炭电极材料[J]. 杨静,刘亚菲,陈晓妹,胡中华,赵国华.  物理化学学报. 2008(01)



本文编号：2921213