發(fā)布時間：2021-01-23 12:14

　　目前,對能源的需求急劇增加,超級電容器作為綠色儲能器件備受關(guān)注。超級電容器按儲能機(jī)理可分為雙電層電容器及法拉第贗電容器兩種。雙電層電容器的電極材料主要由炭基材料組成,法拉第贗電容器的電極材料主要由導(dǎo)電聚合物及金屬氧化物構(gòu)成;炭基材料與導(dǎo)電聚合物或金屬氧化物等復(fù)合產(chǎn)生的協(xié)同作用可獲得更優(yōu)異的電化學(xué)性能。多孔電極材料由于其大的比表面積、獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)、多樣化的組成和優(yōu)異的電子導(dǎo)電性而引起了廣泛的關(guān)注。總結(jié)了具有微觀多孔結(jié)構(gòu)的超級電容器材料的制備方法以及結(jié)構(gòu)-性能的關(guān)系,對比指出多孔超級電容器電極材料因其更高的比表面積和孔隙率而更有利于獲得高性能超級電容器。 

【文章來源】：功能材料. 2020,51(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1 雙電層電容器工作原理

圖1 雙電層電容器工作原理近年來,多孔電極材料因高比表面積和孔隙率而備受關(guān)注,高比表面積有利于提高活性電極材料的利用率,孔隙的存在促進(jìn)了離子擴(kuò)散傳輸[7],進(jìn)而提升電化學(xué)性能。多年來,已開發(fā)出許多新的電極材料以解決各種問題:(i)活性部位的高比表面積促進(jìn)了充電容量;(ii)設(shè)計新型納米結(jié)構(gòu)可以縮短擴(kuò)散途徑并且在電極/電解質(zhì)界面上提供最小化對質(zhì)量傳遞的擴(kuò)散阻力;(iii)分級孔隙度(微孔、中孔和大孔)可以提供快速的離子傳輸;(iv)引入缺陷和雜原子和/或官能團(tuán)可以增加可用的活性位點(diǎn)并有效地調(diào)節(jié)電化學(xué)特征。毫無疑問,上述特征的多重協(xié)同效應(yīng)將提高超級電容器材料在儲能中的相關(guān)性能應(yīng)用。

盡管大多數(shù)多孔碳納米材料表現(xiàn)出較大的電容,但由于導(dǎo)電通路或含氧官能團(tuán)的不相容性,導(dǎo)電率隨著孔隙率的增加而降低,在很大程度上限制了功率容量。碳納米管(CNT)的發(fā)現(xiàn)極大地推動了碳材料的科學(xué)。圖3為碳納米管結(jié)構(gòu)示意圖。碳納米管分為單壁碳納米管(SWNT)以及多壁碳納米管(MWNT)[11],這兩種碳納米管作為儲能材料都已被廣泛研究。MWNT因其具有優(yōu)異的高彈性模量及機(jī)械性能,在柔性超級電容器中也扮演重要角色。CNT由于其獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的電化學(xué)性能、良好的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和較高的比表面積被認(rèn)為是高功率電極材料。1.3 石墨烯

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米碳材料負(fù)載過渡金屬氧化物用作超級電容器電極材料[J]. 劉敏敏,蔡超,張志杰,劉睿.  材料導(dǎo)報. 2019(01)
[2]多孔石墨烯材料[J]. 劉小波,寇宗魁,木士春.  化學(xué)進(jìn)展. 2015(11)



本文編號：2995189