超级电容器用新型纳米碳三维复合电极材料的研究

发布时间：2022-08-23 12:42

　　本文在对常规活性炭（AC）电极进行探索研究的基础上,通过将单元（碳纳米管（CNT）或石墨烯（Graphene））或多元（CNT和Graphene）纳米碳材料用作导电添加剂引入到常规活性炭电极中进行复合改性,以改善活性炭电极的导电性,从而提高其倍率性能及循环稳定性。通过扫描电镜（SEM）及氮气吸脱附测试（BET）对复合电极的微观形貌及孔径分布、比表面积进行分析并结合电化学测试手段（恒流充放电测试、循环伏安测试、交流阻抗测试、循环稳定性测试等）对复合电极的电化学性能进行全面分析研究,探究CNT及Graphene的比例调控、电极制备工艺等对复合电极理化性质和电化学性能的影响:1.对于两种纳米碳材料（CNT及Graphene）,将其用作单元导电添加剂与常规能量型活性炭电极进行复合时,均能够显著地提高活性炭电极的导电性,并有效地改善其倍率性能;在此基础上,将CNT和Graphene共同用作二元导电添加剂,能够进一步改善复合材料的倍率特性;2.将单元（CNT或Graphene）纳米碳与活性炭电极进行复合时,电极材料倍率的提升得益于纳米碳材料的引入改变了复合材料内部孔结构及孔径分布,使复合材料内部微... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器的发展
        1.2.2 超级电容器国内研究现状
        1.2.3 超级电容器的分类
        1.2.4 超级电容器储能机理
        1.2.5 超级电容器电极材料
    1.3 超级电容器碳基电极材料的研究
        1.3.1 孔分布和孔径大小
        1.3.2 比表面积
        1.3.3 导电率
    1.4 活性炭电极材料
    1.5 超级电容器用纳米碳电极材料
    1.6 超级电容器用纳米碳/活性炭新型复合电极材料
    1.7 选题意义及本课题研究的主要内容
        1.7.1 选题意义
        1.7.2 本课题研究的主要内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料、化学试剂及实验仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器与设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 氧化石墨的制备
        2.2.2 电极制备
        2.2.3 扣式超级电容器的组装
        2.2.4 电容器电化学性能测试
        2.2.5 电极材料理化性质表征
第三章 基于单元纳米碳/活性炭复合电极的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 常规活性炭电极的制备及电化学性能研究
        3.2.1 电极制备及电容器组装
        3.2.2 常规活性炭电极电化学性能研究
    3.3 AC/SP/CNT三元复合电极的制备及电化学性能研究
        3.3.1 AC/SP/CNT三元复合电极的制备及电容器组装
        3.3.2 AC/SP/CNT三元复合电极电化学性能研究
    3.4 AC/SP/Graphene三元复合电极的制备及电化学性能研究
        3.4.1 AC/SP/Graphene三元复合电极的制备及电容器组装
        3.4.2 AC/SP/Graphene三元复合电极电化学性能研究
    3.5 AC/SP/CNT及AC/SP/Graphene三元复合电极材料的理化性质研究
        3.5.1 SEM表征分析
        3.5.2 BET测试分析
    3.6 本章小结
第四章 基于多元纳米碳/活性炭复合电极的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 AC/SP/CNT/Graphene四元复合电极的制备及其电化学性能研究
        4.2.1 AC/SP/CNT/Graphene四元复合电极的制备及电容器组装
        4.2.2 AC/SP/CNT/Graphene四元复合电极电化学性能研究
    4.3 AC/SP/CNT/Grahene四元复合电极材料的理化性质研究
        4.3.1 SEM表征分析
        4.3.2 BET测试分析
    4.4 本章小结
第五章 对多元纳米碳/活性炭复合电极制备工艺的探索
    5.1 引言
    5.2 AC/SP/CNT/Graphene新工艺四元复合电极材料的制备及其电化学性能研究
        5.2.1 AC/SP/CNT/Graphene新工艺四元复合材料的制备及电容器组装
        5.2.2 新工艺AC/SP/CNT/Graphene四元复合电极电化学性能研究
    5.3 两种四元复合电极材料的理化性质研究
        5.3.1 SEM表征分析
        5.3.2 BET测试分析
    5.4 改进工艺后的四元复合电极循环稳定性研究
    5.5 本章小结
第六章 全文结论
参考文献
攻读硕士学位期间完成的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器活性炭电极材料改性技术研究进展[J]. 许立军,樊丽华,侯彩霞,梁英华,郭秉霖.  炭素技术. 2018(04)
[2]超级电容器用马尾藻基超级活性炭的制备及其电化学性能[J]. 李诗杰,张继刚,李金晓,韩奎华,韩旭东,路春美.  材料工程. 2018(07)
[3]球形活性炭电极材料的制备及其在超级电容器中的应用[J]. 刘学,刘昉.  电子元件与材料. 2018(05)
[4]超级电容器活性炭电极循环伏安特性[J]. 张光宇,徐芮,赵鹏飞,杨哲,李闯,吕胤霖,陈玉娟,朱大福,杨昕瑞.  哈尔滨理工大学学报. 2018(01)
[5]离子液体电解质种类对活性炭电极超级电容器电化学性能的影响[J]. 张秋红,申保收,左宋林,卫歆雨.  电化学. 2017(06)
[6]超级电容器石墨烯—活性炭复合电极材料的研究[J]. 许浩,武博,管德民,赵平,杨少华,张乙山,王乃明.  沈阳理工大学学报. 2017(06)
[7]超级电容器综述[J]. 刘小军,卢永周.  西安文理学院学报(自然科学版). 2011(02)
[8]超级电容器综述[J]. 杨盛毅,文方.  现代机械. 2009(04)
[9]超级电容器用无定形V2O5电容性能研究[J]. 黄建华,赖琼钰,宋建梅,陈联梅,吉晓洋.  无机化学学报. 2007(02)
[10]活性炭的制备及应用新进展[J]. 魏娜,赵乃勤,贾威.  材料科学与工程学报. 2003(05)

博士论文
[1]基于Bir-MnO2的复合电极材料设计、制备及电容性能研究[D]. 刘颖.兰州大学 2014

硕士论文
[1]碳纳米管/活性炭超级电容器的制备及电化学性能研究[D]. 王敏.哈尔滨工业大学 2017



本文编号：3677785