超级电容器用分级孔径碳材料的制备及性能

发布时间：2023-02-15 18:49

　　超级电容器具有功率密度高,使用寿命长,维护成本低,安全性能好,工作温度范围大等优点,具有广阔的应用领域。碳材料以其高导电性,高稳定性,价格便宜和储量大等优点已成为超级电容器电极用的主要材料,但是其能量密度和功率密度都还需要进一步提高。本文以构建分级孔径结构碳材料为基础,从引入杂原子提升碳材料比电容和引入石墨烯材料提升材料导电性两方面着手展开研究:1、以间苯二酚和甲醛为原料构建三维碳凝胶结构,并对其进行修饰:(1)利用石墨烯量子点(GQD)对碳凝胶进行修饰,以提升碳凝胶的导电性。研究发现,通过GQD的修饰,可以增强碳凝胶的结构,保留更多的孔容和比表面积,从而提升样品的比电容。此外,GQD修饰碳凝胶能够有效提升样品的导电性,从而增强样品的快速充放电能力。(2)利用三聚氰胺做为N源,制备含N碳凝胶。随着三聚氰胺使用量的增加,样品的内部孔道逐渐增大,使其比表面积先增大后减小。随着N含量的增加,总电容中赝电容的贡献增大。但是,N的增加同时会破坏样品碳晶格,从而降低快速充放电能力。当间苯二酚与三聚氰胺比例为6:4时,样品比电容达到最大值139 Fg-1(0.5 Ag-1)。2、利用F-127作为模...

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

【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 超级电容器的基本结构
        1.2.2 超级电容器的储能机理
        1.2.3 超级电容器的应用领域
        1.2.4 电极材料研究进展
        1.2.5 电解液的研究进展
    1.3 超级电容器用碳基材料研究进展
        1.3.1 活性碳
        1.3.2 石墨烯
        1.3.3 碳气凝胶
        1.3.4 模板碳
        1.3.5 其他碳材料
    1.4 本文的研究思路及内容
第二章 碳凝胶材料的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 石墨烯量子点修饰的碳凝胶的制备及性能研究
        2.2.1 实验部分
        2.2.2 结果与讨论
    2.3 含氮碳凝胶的制备及性能研究
        2.3.1 实验部分
        2.3.2 结果与讨论
    2.4 本章小结
第三章 多孔碳球/石墨烯复合材料的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯的制备及表征
        3.2.1 实验部分
        3.2.2 结果与讨论
    3.3 石墨烯包覆多孔碳球的制备及其性能研究
        3.3.1 实验部分
        3.3.2 结果与讨论
    3.4 本章小结
第四章 茶花粉衍生碳材料的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 NH₄BF₄浓度对茶花粉衍生碳材料的影响
        4.2.1 实验部分
        4.2.2 结果与讨论
    4.3 水热反应温度对茶花粉衍生碳材料的影响
        4.3.1 实验部分
        4.3.2 结果与讨论
    4.4 本章小结
第五章 总结
参考文献
致谢
个人简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3743641