超級電容器作為一種新型的綠色環(huán)保儲能器件受到廣泛關注,它通過多孔材料表面上的離子吸附來存儲電荷能量,而孔尺寸對電容的影響可以通過使電解質離子可及的電極表面積最大化而改善,如果對電極材料孔徑與電解質離子匹配關系進行適當優(yōu)化,則可以進一步改善超級電容器的性能。本文采用硬模板法,以SBA-15和HY沸石為模板,以乙炔為前驅體,通過化學氣相沉積（CVD）技術對模板進行碳沉積,制備了兩種有序介孔碳OMC-3h和OMC-6h,一種有序微孔碳ZTC。采用X射線衍射（XRD）、拉曼光譜、掃描電子顯微鏡（SEM）以及氮氣吸脫附等溫線等方法對材料的形貌結構進行分析。以上述3種有序多孔碳組成超級電容器正負極,選用陰陽離子直徑明顯不同的TEATFB和LiPF₆為電解質,構建對稱型和非對稱型超級電容器,通過循環(huán)伏安（CV）、恒流充放電（GCD）以及交流阻抗（EIS）等電化學測試技術研究有序多孔碳孔徑與電解質離子的匹配關系,優(yōu)化超級電容器性能,主要結果如下。（1）以SBA-15為模板,通過硅烷化活化和乙炔CVD技術,成功制備兩種有序介孔碳OMC-3h和OMC-6h,其中OMC-3h孔徑主要集... 

【文章來源】：遼寧科技大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

用于不同電能存儲技術的能量功率密度圖[1]

1.緒論91.1超級電容器的概述1.1.1超級電容器結構超級電容器元件的結構與電池相似，主要包括兩個電極即正負極、電解質、隔膜和外殼等，其構造如圖1.2所示。圖1.2超級電容器結構Fig.1.2Schemeofsupercapacitor（1）電極超級電容器最重要的組成部分是電極，用來儲存和釋放電荷。它由電極活性物質和集流體兩部分組成。超級電容器性能的好壞是直接由電極材料決定。因此，開發(fā)具有高比電容、導電性能好和高循環(huán)穩(wěn)定性的電極材料成為目前研究的熱點。（2）隔膜隔膜的主要作用是隔離電子的傳輸，隔膜要有良好的隔離性與絕緣效果、擁有較高的孔隙率、穩(wěn)定的電化學性質、離子通過隔膜時要有較小的阻力以及較強的機械能力。（3）電解質電解質在兩個電極之間轉移和平衡電荷方面起著非常關鍵的作用，故其成為超級電容器中必不可少的重要組成部分[2]。同時不同電解質的選擇，也會對超級電容器的性能產(chǎn)生不同的影響。Lin[3]等人的研究表明，不同的電解質（例如乙腈（acetonitrile,AN）和碳酸亞丙酯（PropyleneCarbonate,PC））會影響同一碳電極的電化學行為。迄今為止，還沒有完美的電解質滿足電化學的所有要求。使用水系電解質的超級電容器具有高導電率和電容，但其低能量密度和低循環(huán)穩(wěn)定性限制了水系電解質的應用[4]。因此，電極材料的快速發(fā)展和應用依賴于尋找相應的電解質。電解質的反應機理對于開發(fā)安全有效的超級電容器至關重要。但是，關于電化學超級電容器電解質反應機理的評論很少。①水系電解質

1.緒論15圖1.4法拉第贗電容充電狀態(tài)和電位分布圖[29]Fig.1.4Faradaypseudocapacitancechargingstatusandpotentialdistribution[29]1.3超級電容器的分類圖1.5超級電容器的分類[1]Fig.1.5Classificationofsupercapacitors[1]如圖1.5為超級電容器的分類，超級電容器可分為三種不同類型，包括雙電層電容器（EDLC），贗電容器和非對稱超級電容器。通常，不對稱超級電容器可分為兩種類型，即具有兩個電容電極的系統(tǒng)或混合電容器�；旌想娙萜魇且粋�電極基于法拉第過程存儲電荷，而另一個電極則基于雙電層電容機制存儲電荷。在充電和放電過程中，不對稱超級電容器可以充分利用兩個電極的不同電勢窗口，以最大化整個設備的工作電壓。例如，當水系對稱電容器的電壓限制為1.2V時，非對稱超級電容器的電壓可以擴展到2.0V以上。能量密度是用于評估超級電容器電化學性能的關鍵參數(shù)之一。根據(jù)等式

【參考文獻】：
期刊論文
[1]非晶態(tài)氧化鈮低電位電化學贗電容行為[J]. 蒯笑笑,周紹雯,趙建慶,高立軍.  科學通報. 2019(32)
[2]大功率超級電容器的發(fā)展與應用[J]. 王然,苗小麗.  電池工業(yè). 2008(03)
[3]超級電容器的原理及應用[J]. 陳英放,李媛媛,鄧梅根.  電子元件與材料. 2008(04)

碩士論文
[1]雙模板炭的制備及其超級電容器特性[D]. 張硯秋.遼寧科技大學 2017



本文編號：2963030