生物質(zhì)碳基超級電容器電極材料制備及性能.pdf

1、超級電容器是處于傳統(tǒng)化學(xué)電池和常規(guī)靜電電容器兩者之間的一種儲能原件，其具備較高的比容量、較大的功率密度、較寬的運行溫度范圍、循環(huán)壽命長、可以快速充放電且環(huán)境無污染等特性，現(xiàn)如今在電動汽車、能源、化學(xué)電子器件等領(lǐng)域有著非常普遍的應(yīng)用。具有極大比表面積的多孔碳的制作成本較低而且其電化學(xué)性能非常優(yōu)異，近年來逐漸成為了研究人員的廣泛使用的一種用于制備超級電容器電極的材料。
　　生物質(zhì)是來自于大自然可循環(huán)利用可開發(fā)可再生的碳載體。葡萄糖是自

2、然界分布最為廣泛且極為重要的一類單糖。細菌纖維素是不同菌屬中的微生物本身所行成的天然纖維素，在熱帶地區(qū)產(chǎn)量很大且種類豐富。本文以廉價的葡萄糖和細菌纖維素生物質(zhì)材料為原料，通過活化和高溫碳化對其進行改性，得到了性能優(yōu)異的多孔碳材料作為超級電容器電極材料并探究了不同摻雜元素和不同碳化溫度對電極材料的影響，主要研究內(nèi)容如下;
　　(1)以葡萄糖為碳前軀體，首先采用溶劑揮發(fā)法首先制備出泡沫狀碳結(jié)構(gòu)，然后通過高溫碳化工藝制備了硫/磷摻雜多孔

3、碳材料，探究其中的磷元素和硫元素對多孔碳材料結(jié)構(gòu)和其電化學(xué)性能的影響。在1MH2SO4的電解液中，1Ag-1充放電電流密度下，硫/磷共摻雜多孔碳材料的容量可以達到180 Fg-1，經(jīng)過10000次循環(huán)容量有輕微的提高;在6M KOH的電解液中，1 Ag-1充放電電流密度下其比容量可以達到122 Fg-1。在3 Ag-1的電流密度下經(jīng)過1000次循環(huán)之后，其比容量為最初比容量的98.9％，略有衰減。
　　(2)以細菌纖維素為碳前軀體