二维模板炭材料与氧化还原型电解液添加剂对超电容性能研究

发布时间：2023-11-25 02:48

　　超级电容器作为一种新型的储能装置,因其具有高功率密度、长循环寿命、高倍率性能等优点而引起了科研工作者的广泛关注。然而,超级电容器具有能量密度较低的缺点,在一定程度上限制了其发展。因此,为了进一步提高超级电容器的能量密度,大量研究工作集中在设计电极材料和电解液体系上。本论文研究中,首先呈现了一种直接有效的模板炭化法来制备高性能的炭基电极材料,其次通过添加少量的氧化还原添加剂到电解液中进一步来提高超级电容器的电容性能,并对其反应机理进行详细的研究。论文的主要内容如下:1.采用模板炭化法制备高比表面积(2208 m2 g-1)的二维纳米多孔炭材料。其中,葡萄糖作为碳源,硝酸锌为模板。此外,提出一种新型的氧化还原介质硫酸亚铁铵(简称为FAS)添加到酸性电解液H2S04中并调节二电极体系中的电压窗口可以极大地提高超级电容器的电容和能量密度。而且,把FAS作为添加剂加到传统的H2S04到电解液,到目前为止还没有相关的研究。当超级电容器的电压窗口调节为-0.5～0.5V,将0.39 molL-1的FAS添加到1 mol L-1 H2S04电解液中,在电流密度为10Ag-1时超电容产生1499Fg-1...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 超级电容器的简介
        1.1.1 超级电容器的分类及原理
    1.2 电极材料-炭材料
        1.2.1 炭基电极材料的简介
        1.2.2 多孔炭材料的合成方法
    1.3 电解液及氧化还原型电解液添加剂
    1.4 本论文的选题背景
    1.5 本论文的研究内容
第二章 实验方法及原理
    2.1 主要试剂及仪器
    2.2 材料结构的表征
    2.3 电化学性能测试
        2.3.1 工作电极的制备
        2.3.2 循环伏安测试
        2.3.3 恒电流充放电测试
        2.3.4 交流阻抗测试
第三章 硫酸亚铁铵电解液添加剂对超电容性能影响研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 二维多孔炭材料的合成过程
        3.2.2 工作电极的制备
        3.2.3 氧化还原电解液的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 FESEM和HRTEM测试分析
        3.3.2 XRD、拉曼和氮气吸附测试分析
        3.3.3 电化学性能测试结果与讨论
    3.4 结论
第四章 二元氧化还原添加剂对二维炭基超电容性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 二维炭材料的合成
        4.2.2 电极的制备
        4.2.3 氧化还原电解液的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 FESEM和HRTEM测试分析
        4.3.2 XRD、拉曼和氮气吸附测试分析
        4.3.3 二元氧化还原添加剂的设计思路
        4.3.4 电化学性能测试结果与讨论
    4.4 结论
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 本论文创新之处
    5.3 展望
参考文献
附录一 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3867118