超級(jí)電容器炭電極材料制備與表征.pdf

1、開發(fā)高比能量、高功率密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命的儲(chǔ)能器件一直是超級(jí)電容器界不懈努力的方向。但是，現(xiàn)今制備的超級(jí)電容器，存在成本高，循環(huán)壽命短的特點(diǎn)。其中炭材料超級(jí)電容器被認(rèn)為是最具有吸引的超級(jí)電容器體系。炭材料超級(jí)電容器具有循環(huán)壽命長(zhǎng)，安全環(huán)保等特點(diǎn)，而現(xiàn)今更需要綜合電化學(xué)參數(shù)良好的電極材料。
　　本文以酚醛樹脂為前驅(qū)體，將活化劑KOH和PVA均勻的分散在酚醛樹脂中，經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶炕?活化處理后，制備出活性炭電極材料。本文引入新穎的活化劑PV

2、A，制備的活性炭材料是一個(gè)有意義的可選擇的材料，與單獨(dú)使用活化劑KOH活化的活性炭材料相比，活性劑KOH與PVA共同活化得到的活性炭，能夠獲得了更多的中孔。樣品的表面形態(tài)、結(jié)構(gòu)和比表面積的樣品進(jìn)行掃描電鏡(SEM)、X射線衍射和氮吸附測(cè)量。在一個(gè)新的活化劑PVA的基礎(chǔ)上，KOH和PVA共同制備的活性炭材料，可以證實(shí)PVA在隨后的炭化過程中是一個(gè)有趣的不可替代的，并且能夠獲得活性炭材料和電容器電化學(xué)性能提高的活化劑。
　　制備的活性

3、炭在水系電解液中進(jìn)行恒流充放電電化學(xué)測(cè)試。在30％KOH的水系電解液里，測(cè)試電壓為0-0.8V，電流密度為120 mA·g-1，AK3P-0.30表現(xiàn)出了最大的質(zhì)量比電容218 F·g-1，且充放電曲線具有良好的線性關(guān)系，電壓降最小。AK3P-0.30活性炭經(jīng)過1000次循環(huán)后，其比電容保持率在99％以上。主要是因?yàn)锳K3P-0.30存在微中孔，孔結(jié)構(gòu)相對(duì)均勻。在30％KOH的水系電解液里，AK3P-0.30活性炭能夠儲(chǔ)備更多的能量使其

4、更適合做超級(jí)電容器電極材料。
　　根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，研究了制備的活性炭在有機(jī)電解液里的電化學(xué)性能，同時(shí)也制備出降低活化劑KOH的活性炭，得到了孔徑分布較好的活性炭AK2P-0.30-a，孔徑分布中出現(xiàn)兩個(gè)峰值在3-5nm和10-100nm。在有機(jī)電解液1 mol·L-1 LiPF6/(EC+DMC)中，電壓范圍在0-2.4V，電流密度60 mA·g-1下，AK2P-0.30-a存在較大的比電容140 F·g-1。在1mol·L-1Et

5、3MeNBF4/PC里，電壓范圍在0-2.4V，AK2P-0.30-a在電流密度120 mA·g-1的比電容106 F·g-1高于電流密度60 mA·g-1的比電容72 F·g-1。
　　比較活性炭在水系超級(jí)電容器和有機(jī)超級(jí)電容器中的表征，水系超級(jí)電容器中，AK3P-0.30活性炭的電化學(xué)性能表現(xiàn)最好，主要由于其存在微中孔結(jié)構(gòu)，利于在水系電解液中存儲(chǔ)能量;而在有機(jī)系超級(jí)電容器中，AK2P-0.30-a活性炭的電化學(xué)性能表現(xiàn)最好，主