氮掺杂多孔碳材料的制备及其在超级电容器上的应用

发布时间：2021-03-09 06:16

　　作为一种新型能源存储设备,超级电容器具有传统电容器和可充电电池的优点,能在很短的时间内传输大功率和存储高能量。其中电极材料是决定超级电容器的比电容和储能密度的重要因素。碳材料是超级电容器中应用最广泛的电极材料之一。本研究采用模板法或者以生物质作为碳源,制备具有不同孔结构的多孔氮掺杂碳材料,并对其孔结构、表面形貌、表面物种、化学组成等进行了表征。以KOH或Li2SO4为电解液,对碳材料的电容性能进行了研究,探究了孔结构及表面化学形态对电容性能的影响,主要研究工作如下:1.制备高性能的氮掺杂多孔碳用于超级电容器电极材料以SiO₂纳米粒子为模板,乙二胺（EDA）和四氯化碳（CCl4）分别为氮源和碳源,KOH作为活化剂,合成多孔氮掺杂碳材料。研究结果表明未活化的氮掺杂碳（NC）由于比表面积低（287 m2 g-1）而显示出较低的电容性能,而活化的碳材料（NC800）由于具有高的比表面积（3056 m2 g-1）,合适的孔径（³ nm）以及适当的氮含量显示出优异的电容性能。在三电极体系中,电流密度为0.5 A g-1时,比电容最高可达417 F g-1... 

【文章来源】：浙江师范大学浙江省

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

储能设备中Ragone图

图 1.2 超级电容器的结构组成[15]Fig. 1.2 The structure of a supercapacitor[15]，超级电容器的组成由电极材料、集流体、隔膜和电核心部分是由电极材料决定的。极材料是影响超级电容器性能的重要成分，主要有两类：第石墨烯、碳纳米管、活性炭或以模板合成的碳基材料比表面积高以及电化学性能稳定而被广泛应用。第二有金属氧化物如：二氧化锰、三氧化钴、金属氢氧化的特点是比电容较高，但是导电性和稳定性偏低。流体性物质产生的电流汇集从而产生较大电流并向外输出

图 2.2 两电极测试体系Fig. 2.2 Two-electrode test systemmIVtmItotalscell=××ΔΔ=4××2恒流充放电电流 (A)放电时间 (s)电极涂覆活性物质的质量 (g)充电或放电过程中的电位差 (度 E（Wh kg-1）计算公式如83.6123.6122CVCVcells ×=×


本文编号：3072398