電容炭的制備與性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器作為一種性能介于傳統(tǒng)電容器和鋰離子電池之間的新型儲(chǔ)能器件，目前正向著高能量、高功率的方向發(fā)展，電極材料是其核心和關(guān)鍵。在各類電極材料中，炭材料性能優(yōu)越、價(jià)格便宜，最為常用。本論文設(shè)計(jì)制備了三種超級(jí)電容器用新型炭電極材料，研究了制備工藝對(duì)炭材料的結(jié)構(gòu)與電容性能的影響規(guī)律。
　　將含氮有機(jī)酸鹽EDTANa2Ca直接高溫?zé)峤庵苽涞獡诫s介孔炭，探討了裂解溫度對(duì)炭材料的氮含量、多孔結(jié)構(gòu)及其在無(wú)機(jī)和有機(jī)電解液體系中的電容性能的影響。

2、結(jié)果表明，隨熱解溫度升高，所制備的炭材料的比表面增加，氮含量減少。750℃裂解溫度下制備的炭材料由于兼有高的比表面(1485m2g-1)、發(fā)達(dá)的介孔結(jié)構(gòu)和較高的氮元素含量(4.12at％)，在6molL-1KOH水系電解液中具有最佳的電容性能。其在50mAg-1電流密度下的比電容為236Fg-1，電流密度增大到20Ag-1，比電容還保持有173g-1，在1Ag-1電流密度下10000次循環(huán)后電容保持率為85.93％。在有機(jī)電解液中，沒(méi)有

3、觀察到氮摻雜對(duì)提高比電容的明顯作用。
　　采用水熱自組裝法構(gòu)筑出石墨烯包裹活性炭的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，獲得了兼有高比容量和優(yōu)異倍率性能的三維活性炭/石墨烯復(fù)合電極材料。活性炭高的比表面賦予復(fù)合材料高的質(zhì)量比容量，在6molL-1KOH水系電解液體系中復(fù)合材料在50mAg-1電流密度下的比電容為294Fg-1。同時(shí)，石墨烯高的電導(dǎo)率和三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使復(fù)合材料具有優(yōu)異的電子和離子傳導(dǎo)性能，倍率性能優(yōu)異，電流密度增大到20Ag1，比電容還保持有