以三種不同種類的蘑菇為前驅(qū)體,經(jīng)過高溫?zé)崽幚砗蜌溲趸洠↘OH）活化,制備生物質(zhì)炭;將制備的碳材料作為電化學(xué)活性物質(zhì),應(yīng)用于電極并組裝超級電容器器件。掃描電子顯微鏡（SEM）表征結(jié)果表明,蘑菇碳為不規(guī)則的塊狀結(jié)構(gòu),改性后的碳材料表面出現(xiàn)明顯刻蝕及孔結(jié)構(gòu),氮氣吸脫附曲線及孔徑分布進(jìn)一步說明活化后其比表面積和孔隙率發(fā)生顯著變化。通過循環(huán)伏安（CV）、恒流充放電（GCD）和電化學(xué)阻抗譜（EIS）對其電化學(xué)性能進(jìn)行測試,結(jié)果表明,三種碳材料在6 mol/L氫氧化鉀電解液中均展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。以杏鮑菇為前驅(qū)體制備的碳材料在電流密度為0.5 A/g時比電容高達(dá)427 F/g,其組裝的對稱器件在功率密度為150 W/kg時,能量密度可達(dá)7.8 Wh/kg。 

【文章來源】：材料導(dǎo)報. 2020,34(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

三種不同的蘑菇經(jīng)KOH活化前后的掃描電鏡圖:(a—c)C1, C2, C3;(d—f)AC1, AC2, AC3

圖1 三種不同的蘑菇經(jīng)KOH活化前后的掃描電鏡圖:(a—c)C1, C2, C3;(d—f)AC1, AC2, AC3超級電容器雙電層電容中,微孔是形成雙電層電容的主要場所,介孔則為離子的快速傳輸提供路徑,以促進(jìn)雙電層的快速形成,同時減小離子傳輸?shù)淖杩?因此,材料比表面積和孔隙率的提高是電化學(xué)性能優(yōu)化的主要原因。

基于此,為了能夠更充分地展現(xiàn)材料的電化學(xué)性能,選取電化學(xué)性能最好的AC2分別為正負(fù)極,組裝了對稱超級電容器(圖4)。CV圖呈現(xiàn)碳材料標(biāo)準(zhǔn)的矩形,且掃描速率從5 mV/s增大至50 mV/s時,矩形形狀保持良好,說明所制備的碳材料具有較好的倍率性能;GCD曲線呈對稱倒三角,說明器件具有良好的庫侖效率,根據(jù)式(1)計算得到器件在0.3 A/g電流密度下的電容量為56.8 F/g;當(dāng)功率密度為150 W/kg時,能量密度可達(dá)7.8 Wh/kg,當(dāng)功率密度達(dá)到1 499 W/kg時,能量密度仍然能保持6.8 Wh/kg。另外,對器件循環(huán)壽命進(jìn)行了測試,如圖4e所示,在2 A/g電流密度下,循環(huán)5 000圈后容量保持率為80%左右。3 結(jié)論


本文編號：3248280