電極材料是影響超級電容器性能的關(guān)鍵因素之一。本實驗室在以工業(yè)原料為主的碳氣凝膠電極材料研究的基礎(chǔ)上,開展了生物質(zhì)碳氣凝膠電極材料的研究。其中,生物質(zhì)竹炭材料因具有成本低廉、比表面積大、導(dǎo)電率高以及物理化學性能穩(wěn)定等優(yōu)點,是一種理想的超級電容器電極材料。本論文以竹炭(BC)為研究對象,系統(tǒng)地從幾種常見的竹原材料中制備、篩選出電化學性能優(yōu)異的竹炭種類;并從竹炭的活化工藝入手,通過物理-化學聯(lián)合活化的方法改善竹炭的電化學性能;此外,將竹炭進一步與過渡金屬氧化物進行復(fù)合,利用材料間的優(yōu)勢互補效應(yīng),制備了性能優(yōu)異的復(fù)合電極材料。本論文的主要研究結(jié)果如下:(1)論文以自然界中廣泛存在的斑竹、慈竹、白家竹、水竹、楠竹五種竹為原材料,在氮氣保護下,通過程序升溫炭化以及后續(xù)的純化處理,研究出電化學性能優(yōu)異的竹炭種類,即本研究的竹炭材料—水竹炭。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和N2吸脫附(BET)儀器研究了材料的形貌和微觀結(jié)構(gòu),并對其電化學性能進行了測試分析。研究結(jié)果表明,以水竹為原料制備的水竹炭材料的結(jié)構(gòu)更有利于離子傳輸,其電化學性能最好。在電流密度為0.1 Ag^-1...

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.2超級電容器的工作原理圖

．２．２法拉第準電容器??法拉第準電容器，也稱贗電容電容器，其儲能機理是在電極表面或體相中的二二維空間上，電活性物質(zhì)進行欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的化學吸附脫附或有離的氧化還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容［３２－３４］。此過程與雙電層儲能機理相似，但是又與二次電池不同。在....

圖1.3多孔炭材料的工作原理圖

．２．２法拉第準電容器??法拉第準電容器，也稱贗電容電容器，其儲能機理是在電極表面或體相中的二二維空間上，電活性物質(zhì)進行欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的化學吸附脫附或有離的氧化還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容［３２－３４］。此過程與雙電層儲能機理相似，但是又與二次電池不同。在....

圖１．４?Ｒｕ０２電極材料的ＳＥＭ照片??Ｆｉｇ．１．４?Ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｒｕ（）２?ｍａｔｅｒｉａｌ??

（１?）?Ｒｕ〇２??與炭基電極材料相比，Ｒｕ〇２具有高的比容量，是理想的金屬氧化物電極材料。Ｐａｔｉｌ??等［４７］人采用化學沉積（ＣＢＤ）的方法制備了?Ｒｕ０２薄膜（圖１．４）。結(jié)果表明，在０．５Ｍ??的Ｈ２Ｓ０４溶液中，Ｒｕ０２比容量可以達到７３８?Ｆ－ｇ＇然而，１＾１〇２....

圖１．６?Ｗ０３電極材料的ＳＥＭ照片??Ｆｉｇ．１．６?Ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｗ０３?ｍａｔｅｒｉａｌ??

??出Ｍｎ０２納米線（如圖１．５），并在１Ｍ的Ｎａ２Ｓ０４溶液中測試了其電化學性能。結(jié)果表明，??制備的ａ－Ｍｎ０２納米線的比電容達到８９０「４人??ＩＣＥＥＢｐＥＨＢｌＳｉｊＢｐＳＢＩＢＥＳＳＪＢＣＳ＇ｌＢＺＳＳＢＢＩ＾ＣＥＳＥＳＢＥＳＢＢ??圖１．５?Ｍｎ０２電極材料的ＳＥＩ....

本文編號：3918560