發(fā)布時間：2021-05-25 16:19

　　超級電容器是重要的儲能器件,由于其功率密度高、循環(huán)壽命長、可操作溫度范圍廣、環(huán)境友好、安全等優(yōu)點而引起了人們極大地關(guān)注。然而,到目前為止,商業(yè)化的超級電容器能量密度比鋰離子電池和燃料電池低很多,制約了其在眾多領(lǐng)域的進一步推廣應(yīng)用。根據(jù)超級電容器的能量密度公式E=1/2 CV2,我們發(fā)現(xiàn)要提高對稱/不對稱超級電容器的能量密度,不僅需要具有大比電容的電極材料,還需具有寬的可用工作電壓窗口。因此,本論文通過分析對稱/不對稱超級電容器性能的制約因素,選用成本低廉的生物質(zhì)材料,采用簡單的方法,設(shè)計合成了生物質(zhì)基碳材料及生物質(zhì)基復(fù)合碳材料作為電極材料,再匹配適當(dāng)?shù)碾娊庖夯蛘呓饘傺趸镒鳛殡姌O材料構(gòu)筑具有大工作電壓的新型對稱/不對稱超級電容器,從而提高超級電容器的能量密度。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1、以高粱秸稈為碳源,Zn Cl2作活化劑,采用簡單的高溫碳化方法制備了高粱秸稈基碳材料（SSCs）。在800 o C的高溫下,通過優(yōu)化碳源與活化劑的比,發(fā)現(xiàn)當(dāng)活化比為1:1時,所制備的碳材料SSC1.0樣品的比表面積為1354.7 m2 g-1。SSC1.0作為電極材料,以2 M KOH為電解液,在0.5... 

【文章來源】：西北師范大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器的概述
        1.2.1 超級電容器的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 超級電容器的工作原理
            1.2.2.1 雙電層電容器的工作原理
            1.2.2.2 贗電容器的工作原理
        1.2.3 超級電容器的分類
    1.3 超級電容器的電極材料
        1.3.1 碳材料
            1.3.1.1 活性炭
            1.3.1.2 碳納米管(CNTs)
            1.3.1.3 石墨烯
            1.3.1.4 生物質(zhì)碳
        1.3.2 金屬化合物電極材料
            1.3.2.1 金屬氧化物
            1.3.2.2 金屬氮化物
        1.3.3 導(dǎo)電聚合物電極材料
    1.4 本論文的選題依據(jù)、研究思路和主要內(nèi)容
    參考文獻
第二章 一步活化碳化高粱秸稈制備多孔碳材料及其對稱超級電容器性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑及儀器
        2.2.2 高粱秸稈基多孔碳材料的制備
        2.2.3 材料結(jié)構(gòu)分析表征方法
            2.2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)形貌表征
            2.2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)形貌表征
            2.2.3.3 X射線衍射(XRD)表征
            2.2.3.4 拉曼光譜(Raman)表征
            2.2.3.5 氮氣吸脫附比表面積(BET)表征
            2.2.3.6 元素含量表征
            2.2.3.7 X射線光電子能譜表征(XPS)
        2.2.4 電化學(xué)性能測試
            2.2.4.1 三電極系統(tǒng)電化學(xué)性能測試
            2.2.4.2 兩電極系統(tǒng)電化學(xué)性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 高粱秸稈基多孔碳掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)分析
        2.3.2 氮氣吸脫附比表面積(BET)分析
        2.3.3 XPS和元素分析
        2.3.4 高粱秸稈基多孔碳接觸角分析
        2.3.5 高粱秸稈基多孔碳Raman和XRD分析
    2.4 高粱秸稈基多孔碳材料的電化學(xué)性能表征
        2.4.1 三電極電化學(xué)行為測試
        2.4.2 兩電極電化學(xué)行為測試
    2.5 小結(jié)
    參考文獻
第三章 蒽醌類修飾胡蘿卜基多孔碳復(fù)合材料構(gòu)筑新型超級電容器
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 胡蘿卜基多孔碳材料的制備
        3.2.2 蒽醌類修飾胡蘿卜基多孔碳復(fù)合材料制備
        3.2.3 實驗試劑及儀器
        3.2.4 材料結(jié)構(gòu)分析表征方法
        3.2.5 電極材料的電化學(xué)性能測試
            3.2.5.1 三電極體系測試
            3.2.5.2 兩電極體系測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 1 -AAQ-CC2電極材料的合成機理
        3.3.2 材料的結(jié)構(gòu)與形貌分析
        3.3.3 傅里葉紅外光譜(FT-IR)、XRD和Raman分析
        3.3.4 氮氣吸-脫附比表面積(BET)和熱重(TGA)分析
        3.3.5 XPS和元素分析
    3.4 電極材料的電化學(xué)性能表征
        3.4.1 三電極電化學(xué)性能測試
            3.4.1.1 碳材料(CCs)三電極體系測試
            3.4.1.21 -AAQ-CCs復(fù)合材料三電極測試
        3.4.2 兩電極測試
    3.5 小結(jié)
    參考文獻
第四章 基于WO_3-2.0和苜�；嗫滋疾牧蠘�(gòu)筑新型高性能不對稱超級電容器
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑及儀器
        4.2.2 合成不同pH值下的WO_3納米材料
        4.2.3 苜�；嗫滋糀PAC的制備
    4.3 材料結(jié)構(gòu)分析表征方法
    4.4 電化學(xué)性能測試
        4.4.1 三電極測試
        4.4.2 兩電極測試
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 WO_3-X結(jié)構(gòu)表征
        4.5.2 WO_3-X三電極性能測試
        4.5.3 苜�；嗫滋疾牧辖Y(jié)構(gòu)表征
        4.5.4 不對稱超級電容器的電化學(xué)性能測試
    4.6 小結(jié)
    參考文獻
碩士研究生期間發(fā)表的科研成果目錄
致謝



本文編號：3205641