腐植酸基多孔碳的制备及其EDLC性能

发布时间：2021-11-26 16:08

　　超级电容器具有功率密度大、充放电时间短、循环寿命长和绿色环保等优点,得到了研究者越来越多的关注。其中的碳基双电层电容器（EDLCs）,由于其功率密度高,质量轻,良好的物理化学稳定性等特点,一直是研究的热点。然而,EDLCs的低能量密度,限制了它的广泛应用。在电解液确定的情况下（即电压V为定值）,本文通过设计碳材料的孔道结构来提高比容量C,进而达到提高能量密度（E=1/2 CV ²）的目标。以腐植酸（HA）为前驱体,通过冷冻干燥、KOH活化、高温退火制备了腐植酸基层次孔多孔碳。冷冻干燥过程制造了适量大孔,KOH活化主要形成了大量微孔,高温退火进一步脱除了多余的含氧官能团,提高了材料的导电性能。此多孔碳作为EDLCs的电极材料,在1 mol/L TEABF₄/PC有机系电解液中,10 A/g的能量密度高达30.75 Wh/kg。在6 mol/L KOH水系电解液中,100 A/g的能量密度可达6.58 Wh/kg。以风化煤基腐植酸（LHA）为前驱体,通过水热碳化、KOH活化制备多孔碳。水热碳化结合KOH活化主要提高了材料的碳收率,调控材料的形貌和... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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电化学能量储存装置的Ragone图

纳米多孔碳模型，可接触的表面与探针球和孔的特性有关触到全部比表面；(c)微孔模型，蓝色和红色的球体代表微探针分子无法探测到灰色阴影区域的孔[11]e model of disordered nanoporous carbons, the accessible surfobe and on the feature of the porosity; (b) mesopore model, thicropore model, blue and red spheres represent wall atoms at oicropore, and the grey-shaded area is inaccessible for the prob前，研究者们认为增加电化学双电层是提高比容的点是开发高比表面积的多孔碳。后来，随着 Endo究，研究者们对 EDLCs 的储能机理有了新的认识：和孔分布对 EDLC 性能有重要影响，并且认为 0.7EABF4/PC 的 EDLC 最有效，同时 0.5-2 nm 的孔对细地了解 EDLCs 的储能机理，还有以下几方面有待

系谋砻婊蚪?砻妫??被岱⑸?ɡ?诜从Χ?纬傻牡缛?图1-3 a)。嵌入赝电容是指离子嵌入活性物质的层间，与之发生氧化还原反应，但是没有晶体相变的发生(图 1-3 b)。电势与离子在电极/电解液界面或材料内表面吸脱附形成的电荷之间的关系如下:)1~ln(0XXnFRTEE (1-2)EXmnFC ()(1-3)其中，E 是电势，V；R 为理想气体常数，其值为 8.314 J/(mol K)；T 为温度，K；n 为电子数；F 为法拉第常量，其值为 96485 C/mol；X 为材料表面或内部结构覆盖的分数；C 为质量容量，F/g；m 为活性物质的质量


本文编号：3520494