面向超级电容器的碳球电极的合成和优化

发布时间：2024-03-17 17:19

　　超级电容器根据不同的工作机制可分为电双层电容器(EDLCs)和赝电容器。在EDLCs中,电荷存储在电极与电解质间的界面处,形成电双层。赝电容器电极的电活性部位经常伴随着可逆的氧化还原反应,与典型的法拉第电荷转移过程相关。EDLCs的充放电机制使其具有充放电过程快、循环寿命长、倍率性能好、功率密度高(>10 kw kg^-1)等优点,因此这种超级电容器是便携式电子设备、冷起动助手和电动汽车等领域极具发展潜力的理想储能器件。本文主要围绕EDLCs电极材料开展研究。在EDLCs中,碳材料具有比表面积大、电导率高、稳定性好、来源丰富等优点,被认为是最有前途的电极材料。比如介孔碳、活性炭、碳纳米管、石墨烯等已被广泛用于EDLCs。近年来,超级电容器技术的发展和应用,使人们对碳材料的性能提出了更高的要求。为此,本实验为超级电容器制备了一种粒径为400 nm的实心碳球(SCS)电极,并通过循环伏安、恒电流充放电、电化学阻抗等手段表征了这种电极材料的电化学行为。这种碳球在酸性电解液中的比容量达到166.5 F g^-1。为了提高SCS的电化学性能,通过改变...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1双电层电容器的充放电过程示意图

这类电容器中，没有电子交换，也没有法拉第储能反应，因此这种电容器有良的循环寿命。获得极高容量的关键是电极较大的比表面积。比容量可根据下列式计算(1)：83–85。IΔtC=(1)ΔVm其中C是比电容，Δt是放电时间(s)，I是恒流充放电电流，ΔV是恒流充放(V....

图3-1（a）（b）（c）分别为SCS-250,SCS-400,SCS-550的SEM图；（d）（e）（f）分别为SCS-250,SCS-400,SCS-550的TEM图

本实验使用的是1MH2SO4电解液。量取一定量的浓硫酸和蒸馏水，配的H2SO4溶液。（3）测试方法以SCS为例，利用三电极体系（工作电极：SCS；辅助电极：铂片电极电极：Hg/Hg2SO4电极），在1M的H2SO4电解液中，对电极材料进行了CS、I-V、GC....

图3-2(a)(c)分别为SCS-250，SCS-550的氮气吸附-脱附等温线;(b)(d)直径为分别为SCS-250，SCS-550基于BJH方法的孔径分布图

图3-2(a)(c)分别为SCS-250，SCS-550的氮气吸附-脱附等温线;(b)(d)直径为分别为SCS-250，SCS-550基于BJH方法的孔径分布图3.3.3循环伏安表征（CV）为了测试不同粒径SCS在1MH2SO4电解液中的电化学性....

图3-3a，b分别为在不同的扫描速率下SCS-250、SCS-550电极的CV图

b分别为在不同的扫描速率下SCS-250、SCS-550电极的CV图图3-3c100mvs1扫描速率下，SCS-250nm、SCS-400nm和SCS-400nm电极的CV图3.3.4电化学阻抗表征（EIS）图3-4中示出了SCS-250、SC....

本文编号：3931371