氮掺杂多孔碳基超级电容器的构建及其性能的研究

发布时间：2022-10-10 12:25

　　21世纪初,科技发展迅速,大量新型设备的涌现,能源成为解决设备运行时间、运行环境的关键,因此新设备新能源的发展成为迫切所需。超级电容器（SC）因其拥有超高的功率密度、优异的循环性能等特点,在各大新能源中脱颖而出。然而相较于各类争相发展的新能源储能设备,SC的能量密度较低的缺点日益显现,而提高SC的能量密度也成为此项研究内容急需攻克的重点以及难点。在SC中,碳基电容器发展历史悠久。其不仅拥有超高的比表面积以及极快的充放电效率,并且通常原材料成本低廉,属于非常适合工业化生产的材料。但静电的储能机理,使得其难以获得高能量密度。人们为了提高其能量密度,充分研究了其储能机理,以求从机理出发,设计制备具有高能量密度的碳基电容器。其中,对碳材料进行杂原子掺杂,以及提高材料的比表面积可作为提高其电化学性能的常用手段。近几年,经科学家的不懈研究,发现“当电解液离子与多孔碳材料中的孔径匹配时,电容能得到最优的能量密度”。该项研究一经发表就引起了科研界的广泛关注。本论文受其启发,在第一章节中探索研究了碳材料储能方式以及制备方法,在第二章节及第三章节中,选择了合适的碳源,预期制备出具有单分散孔径的多孔碳材料。... 

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 超级电容器的概述
        1.2.1 超级电容器的组成
        1.2.2 超级电容器的分类
    1.3 碳基超级电容器的研究进展
        1.3.1 碳基超级电容器的种类
        1.3.2 影响碳基材料电容性能的因素
    1.4 本论文的研究目的、意义和内容
        1.4.1 问题的提出
        1.4.2 研究的目的及意义
        1.4.3 研究内容及预期
第2章 实验材料和方法
    2.1 实验试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器主要设备
    2.2 材料的测试与表征
        2.3.1 电极材料的结构及形貌表征
        2.3.2 电极材料的电化学测试
第3章 氮掺杂分级多孔炭电极超级电容器性能的研究
    3.1 本章引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品与仪器
        3.2.2 鱿鱼骨衍生分级多孔炭的制备
        3.2.3 电容器的制备与电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 电极材料的结构及形貌表征
        3.3.2 电化学测试
    3.4 本章小结
第4章 氮掺杂次纳米孔碳基超级电容器性能的研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品与仪器
        4.2.2 六元瓜环与瓜环丙烯酸聚合物的制备
        4.2.3 电容器的制备与电化学测试
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 材料的结构与表征
        4.3.2 材料的电化学表征
    4.4 小结
第5章 氮掺杂次纳米孔/介孔碳基超级电容器性能与研究
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验仪器与药品
        5.2.2 六元瓜环与瓜环超分子配合物的制备
        5.2.3 瓜环衍生多孔碳的制备
        5.2.4 电极的制备
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 材料的设计流程与思路
        5.3.2 材料的结构与形貌表征
        5.3.3 CBC-Xs的电化学测试表征
    5.4 总结
第6章 结论
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]双电层电容器[J]. 张丹丹,姚宗干.  高电压技术. 1999(04)



本文编号：3689619