生物质基多孔碳纳米片的制备及其电化学性能研究

发布时间：2021-06-27 19:46

　　由于生物质来源丰富、价格低廉、结构特殊和杂原子丰富等优点,近年来被广泛应用于生物传感、储能器件等众多领域。超级电容器作为一种新型的储能器件,以其快速充放电和高能量密度等优点,受到电动汽车等新能源领域的关注。按储能机理不同,超级电容器可分为双电层电容器（EDLC）和赝电容器两种类型。EDLC通过电极表面吸附的离子层与电极内的电子形成紧密的双电层来储存电荷,拥有化学稳定性好、充放电速率快、能量密度高等优点,一般选取多孔碳作为电极材料。但EDLC普遍存在比电容较低,能量密度较低等不足。赝电容通过表面可逆法拉第反应储存电荷,以比电容高出名,通常选用导电聚合物与过渡金属氧化物为电极材料。而赝电容器也因为电极材料循环稳定性差等缺点,限制了其更广泛的应用。本论文基于以上基础,提出了使用生物质为原料,通过不同的制备方法控制材料形貌、改变元素掺杂、提高比表面积,制备出了一系列纯碳和碳基复合材料。同时采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、氮吸附、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、Raman等技术对电极材料的结构与组成进行表征,并利用电化学工作站对其电化学性能进行研究。本论文主要分为以... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1双电层模型基本结构

图 1.2 超级电容器基本构造Fig. 1.2 The basic structure model of supercapacitor.如图 1.2 所示，超级电容器主要是由电极，电解液和隔膜构成。其中电极是超级重要的组成部分[28]。电极的组成成分里，主要有活性物质，集流体和粘结剂构成是连接电极材料和外界的导电体，在实验操作中，不仅需要考虑其对电解液的电性，也要考虑其质量，成本以及可操作性。例如在有机电解质中，一般就可以选为集流体，铝箔不仅导电性好，还具有成本低、密度低、柔韧性好等特点。但在碱性电解液中，就无法使用铝箔作为集流体，这时候一般采用的材料是泡沫镍、者碳布等。粘结剂的主要作用是使活性材料与集流体之间紧密相连。除了电极之外，位于电极和隔膜周围的电解液也是超级电容器中密不可分的一电容器中对电解液的要求有以下方面：宽工作电压、高电化学稳定性、高离子剂化离子半径、低电阻率、低粘度、低挥发性、低毒性、低成本以及高纯度。目

超级电容器的另一个优点是它们的保质期长。大多数用数月，由于自放电和电解液腐蚀电极导致电容量下级电容器能够保持其电容并能够被充电至其原始状态级电容器由于其在工作电压内的充放电是可逆的，每的，且这些热量很容易被释放不至于影响器件的运转效可以高达 95%甚至更高。。超级电容器拥有极高和极低的工作温度，一般的用于相对严苛的环境之下，例如军事，航空航天等。通常来说，超级电容器不会使用有毒有害的材料，且在正常情况下，超级电容器比电池，尤其是锂离子

【参考文献】：
期刊论文
[1]“超电容”电化学电容器研究进展[J]. 王晓峰,解晶莹,孔祥华,刘庆国.  电源技术. 2001(S1)



本文编号：3253490