多级多孔碳微球与苯胺—吡咯共聚物复合材料的制备及电化学性能

发布时间：2017-12-12 18:41

  本文关键词：多级多孔碳微球与苯胺—吡咯共聚物复合材料的制备及电化学性能

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【摘要】：伴随着传统化石能源的急剧消耗和日益枯竭所带来的环境及能源危机,人们对清洁能源的需求与日俱增。与此同时,对于清洁能源的转化、储存及利用却成了限制清洁能源发展的重要因素。超级电容器是一种新型、具有高效转化能力的储能器件,但其低的储能密度阻碍了其在汽车、航天、电子器件等领域的发展。对于超级电容器,电极材料的性能是其性能的决定性因素,因此,开发高性能电极材料是加快发展超级电容器技术的重中之重。本论文以多孔碳微球与苯胺-吡咯共聚物复合材料PAP/HPCSs的制备及电化学性能为出发点,旨在制备具有优异电化学性能复合材料,详细研究了PAP/HPCSs复合材料在酸性电解液(H2SO4)中的电化学行为,主要的研究结果如下:1、采用乳化-固化法,并通过碳化、活化等后处理过程成功制备得到了具有微孔-介孔-大孔多级孔结构的多孔碳微球HPCSs。对其进行电化学性能测试,在三电极体系中,当电流密度为0.5 A·g-1时,材料的比电容量约为328 F·g-1;在电流密度为5 A·g-1时循环经10000次后比电容量的保持率约为92%;在两电极体系中,电流密度为0.2A·g-1时,比电容量约为66 F·g-1;在功率密度为150.0 W·kg-1时,能量密度为13.2Wh·kg-1,表现出良好的电化学性能。2、采用原位氧化聚合的方法成功制备了HPCSs同PAP共聚物的复合材料PAP/HPCSs,并通过改变聚合时间、HPCSs与单体的复合比例及单体间的复合比例等因素,以电化学性能为评价指标来优化制备条件,并在1M H2SO4水溶液中对其电化学性能进行详细的研究,研究结果表明:尽管PAP/HPCSs复合材料表现出好的电容性能和电容保持性能,但其电化学性能在后续的工作中有待进一步提高。另一方面,通过对比PAP/HPCSs复合材料、PAP和HPCSs这三种材料电化学性能,发现:HPCSs材料的引入显著提高PAP共聚物的电化学性能,特别是循环稳定性的提高,这主要得益于双电层电容与赝电容的协同效应。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB332;O646

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本文编号：1283578