超級離子電容器復(fù)合碳?xì)饽z電極特性的研究.pdf

1、該文選用碳?xì)饽z和氧化鎳的復(fù)合材料作電極材料,研究了材料制備,結(jié)構(gòu)和性能,以及影響電容器性能的因素、贗電容形成機(jī)理.研究的主要內(nèi)容如下:1.用Sol-gel法合成RF復(fù)合氣凝膠,經(jīng)過丙酮置換、二氧化碳超臨界干燥、碳化等過程制得氧化鎳/碳復(fù)合氣凝膠.采用低溫N2吸附、紅外光譜、X射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡和小角X射線衍射研究了復(fù)合碳?xì)饽z的組成和結(jié)構(gòu).2.在擴(kuò)散限制簇凝聚(DLCA)模型的基礎(chǔ)上,考慮溶膠粒子的密度和能量分布對凝膠化過程

2、的影響,建立了關(guān)于復(fù)合氣凝膠分形結(jié)構(gòu)生長機(jī)制的溶膠活性粒子模型.采用計(jì)算機(jī)模擬了RF凝膠的溶膠—凝膠反應(yīng)全過程,從理論上研究RF氣凝膠反應(yīng)機(jī)理.RF氣凝膠是以分形方式生長的納米多孔材料,同密度的凝膠分形維數(shù)大致相等.在低活化能條件下,凝膠呈網(wǎng)狀生長,膠體均勻性較好.3.采用復(fù)合碳?xì)饽z作為超級離子電容器的電極材料,研究了催化劑用量、氧化鎳含量、干燥方式、碳化溫度對復(fù)合碳?xì)饽z電極電容和等效串聯(lián)電阻等性能的影響.結(jié)果表明:當(dāng)碳化溫度在70

3、0-900℃之間,隨著碳化溫度升高,復(fù)合碳?xì)饽z電極比電容減小;隨著催化劑用量增加,比電容量增大;在一定范圍內(nèi),隨著氧化鎳在復(fù)合碳?xì)饽z中質(zhì)量百分含量的增加,比電容量基本呈線性增加.當(dāng)氧化鎳的百分含量達(dá)到10％,比電容量為162F/g.當(dāng)氧化鎳的百分含量達(dá)到40％,比電容量為260F/g,其等效串聯(lián)電阻在氧化鎳質(zhì)量百分含量不超過30％時,等效串聯(lián)電阻較小且變化不大.4.從循環(huán)伏安曲線可知,在低頻下,超級離子電容器是一種具有高度可逆性的電