超级电容器用蒽基多孔碳的制备及其电化学性能

发布时间：2022-10-08 17:58

　　随着对储能元件的探索与研发,性能良好的器件也愈发的引起人们的关注。超级电容器因其优异的性能而被人们重新重视起来。多孔碳作为超级电容器电极材料显示出了优异电化学性能。因为,首先,多孔碳中发达的孔道结构为离子传输提供便捷的通道;其次,大的Brunauer-Emmett-Teller比表面积(S_BET)为离子吸附提供更多的活性位点;再者,优异的导电性可以加速电子的迅速转移。目前,已经有很多关于以化工副产物,如:石油沥青、煤沥青等大分子芳香化合物,作为碳源制备电极材料的研究。本文采用蒽作为碳源,以不同模板（片状nano-MgO、Mg（OH）₂）耦合KOH活化的途径获得多孔碳。其主要结论如下:（1）采用片状nano-MgO为模板耦合KOH原位活化的方法制备超级电容器用多孔碳片（SPCs）。当蒽、nano-MgO、KOH三种原料的质量分别为6 g、9 g和18 g,活化终温为900℃时制得的SPC₉₀₀综合性能最好。其S_BET达到2343 m~2 g^-1,在0.05 A g^-1<... 

【文章页数】：88 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 超级电容器的概述
        1.2.1 结构
        1.2.2 类别
        1.2.3 特点概述
        1.2.4 市场前景及其应用
    1.3 电极材料
        1.3.1 碳基材料
        1.3.2 金属氧化物材料
        1.3.3 导电聚合物材料
    1.4 电解液
    1.5 选题背景与研究内容
第二章 实验药品、设备和表征方法
    2.1 实验药品和实验设备
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验所需设备
    2.2 材料的表征
        2.2.1 热重分析
        2.2.2 氮吸脱附分析
        2.2.3 场发射扫描电子显微镜
        2.2.4 透射电子显微镜
        2.2.5 X射线光电子能谱测试
        2.2.6 Raman光谱分析
    2.3 电化学性能测试
        2.3.1 恒流充放电测试
        2.3.2 循环伏安测试
        2.3.3 电化学阻抗测试
第三章 多孔碳片的制备及其电化学性能
    3.1 引言
    3.2 预期的机理图
    3.3 多孔碳的制备
    3.4 SPC样品的表征
        3.4.1 SPC样品的FESEM和TEM
        3.4.2 SPC样品的孔结构分析
        3.4.3 SPC样品的XPS光谱分析
        3.4.4 SPC样品的Raman分析
    3.5 SC电极片的制备和组装
    3.6 扣式SC的电化学测试
        3.6.1 SPC样品的恒流充放电测试
        3.6.2 SPC样品的循环伏安测试
        3.6.3 SPC样品的交流阻抗测试
        3.6.4 SPC样品的循环稳定性测试
    3.7 本章小结
第四章 波纹状多孔碳的制备及其电化学性能
    4.1 引言
    4.2 Mg(OH)_2的热重测试
    4.3 多孔碳的制备
    4.4 CPC样品的表征
        4.4.1 CPC样品的FESEM和TEM
        4.4.2 CPC样品的孔结构分析
        4.4.3 CPC样品的XPS光谱分析
        4.4.4 CPC样品的Raman分析
    4.5 SC电极片的制备和组装
    4.6 扣式SC的电化学测试
        4.6.1 CPC样品的恒流充放电测试
        4.6.2 CPC样品的循环伏安测试
        4.6.3 CPC样品的交流阻抗测试
        4.6.4 CPC样品的循环稳定性测试
    4.7 本章小结
第五章 氮掺杂层状多孔碳的制备及其电化学性能
    5.1 引言
    5.2 多孔碳的制备
    5.3 NLPC样品的表征
        5.3.1 NLPC样品的FESEM和TEM
        5.3.2 NLPC样品的孔结构分析
        5.3.3 NLPC样品的XPS光谱分析
        5.3.4 NLPC样品的Raman分析
    5.4 SC电极片的制备和组装
    5.5 扣式SC的电化学测试
        5.5.1 NLPC样品的恒流充放电测试
        5.5.2 NLPC样品的循环伏安测试
        5.5.3 NLPC样品的交流阻抗测试
        5.5.4 NLPC样品的循环稳定性测试
    5.6 本章小结
第六章 全文总结
    6.1 实验结论
    6.2 本文的创新点
    6.3 实验后续展望
参考文献
硕士期间论文和专利发表情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]蜂巢状多孔明胶制备高性能超级电容器用活性炭[J]. 李道琰,张基琛,王志勇,金先波.  物理化学学报. 2017(11)
[2]Effect of rGO Coating on Interconnected Co3O4 Nanosheets and Improved Supercapacitive Behavior of Co3O4/rGO/NF Architecture[J]. Tinghui Yao,Xin Guo,Shengchun Qin,Fangyuan Xia,Qun Li,Yali Li,Qiang Chen,Junshuai Li,Deyan He.  Nano-Micro Letters. 2017(04)
[3]超级电容器电极用N-掺杂多孔碳材料的研究进展[J]. 冯晨辰,吴爱民,黄昊.  材料导报. 2016(01)



本文编号：3688167