超級電容器是一種容量高、功率密度高、充/放電迅速、循環(huán)穩(wěn)定性好的一種新型儲能器件。在各種便攜式電子設(shè)備、電動汽車等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,其性能主要取決于電極材料。本碩士論文設(shè)計了硬模板法合成層級多孔碳材料、氮摻雜層級多孔碳材料和多孔碳/聚鄰苯二胺復(fù)合材料并將其用作超級電容器電極材料,探索了這些材料的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。主要內(nèi)容和結(jié)果如下:以堿式碳酸鋅（BZC）和碳酸鉀（PC）分別為反應(yīng)硬模板和活化劑合成了多孔碳材料。考察了含碳前驅(qū)體、碳化溫度以及前驅(qū)體比例對樣品結(jié)構(gòu)性能的影響。在800℃熱處理溫度下,以葡萄糖（G）為碳前驅(qū)體,碳源、反應(yīng)硬模板和活化劑質(zhì)量比例為2:1:1的條件下合成的樣品HPC（G-BZC-PC）具有微-介孔層級孔結(jié)構(gòu)、高的比表面積、較高的石墨化程度以及無雜原子摻雜;其作為電極材料在6 M KOH的扣式電池測試中的比電容在1 A/g時達(dá)到241.1 F/g,即使電流密度增大至20 A/g時,仍然具有較好的倍率性能（86.2%）;在10000次充放電循環(huán)后,依然保持97.1%的初始電容值,顯示出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。另外,在中性電解質(zhì)測試中,電勢區(qū)間拓寬,電容器的能量密度... 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 能源危機
    1.2 超級電容器
        1.2.1 超級電容器的分類及工作原理
        1.2.2 超級電容器的構(gòu)成
    1.3 超級電容器電極材料分類
    1.4 多孔碳基超級電容器電極材料的合成
        1.4.1 軟模板法制備多孔碳
        1.4.2 硬模板法制備多孔碳
    1.5 多孔碳基超級電容器電極材料的摻雜復(fù)合
    1.6 選題的意義及研究內(nèi)容
        1.6.1 選題意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 試劑材料、設(shè)備及測試方法
    2.1 試驗試劑
    2.2 主要設(shè)備儀器
    2.3 電化學(xué)測試方法
        2.3.1 三電極測試
        2.3.2 紐扣電池組裝及測試
        2.3.3 交流阻抗譜及循環(huán)穩(wěn)定性測試
第三章 反應(yīng)模板法合成層級多孔碳基超級電容器電極材料
    3.1 引言
    3.2 試驗
        3.2.1 材料合成
        3.2.2 材料表征方法及條件
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 模板劑與活化劑對材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響
        3.3.2 熱處理溫度對材料電化學(xué)性能的影響
        3.3.3 碳源選擇對材料電化學(xué)性能的影響
        3.3.4 前驅(qū)體比例對材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響
        3.3.5 電解質(zhì)對材料電化學(xué)性能的影響
        3.3.6 層級多孔碳電極材料的穩(wěn)定性和能量密度
    3.4 本章小結(jié)
第四章 反應(yīng)模板法合成層級多孔氮摻雜碳基超級電容器電極材料
    4.1 引言
    4.2 試驗
        4.2.1 材料合成及摻雜
        4.2.2 材料表征方法及條件
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 摻雜劑對材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響
        4.3.2 前驅(qū)體比例對材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響
        4.3.3 模板劑對材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 氮摻雜碳/聚合物基超級電容器電極材料的合成及其性能研究
    5.1 引言
    5.2 試驗
        5.2.1 材料合成及復(fù)合
        5.2.2 材料表征方法及條件
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 N-HPC/Po PD復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能
        5.3.2 N-MC/Po PD復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超級電容器的電極材料的研究進(jìn)展[J]. 胡勤政,王英學(xué),曹宏偉.  當(dāng)代化工研究. 2019(02)
[2]基于碳材料的超級電容器電極材料的研究[J]. 李雪芹,常琳,趙慎龍,郝昌龍,陸晨光,朱以華,唐智勇.  物理化學(xué)學(xué)報. 2017(01)
[3]摻氮介孔炭作為雙功能材料用于氧還原與超級電容器(英文)[J]. 梁群英,蘇紅,閆晶,梁俊杰,曹水良,袁定勝.  催化學(xué)報. 2014(07)
[4]電化學(xué)電容器電極材料的研究進(jìn)展[J]. 米宏偉,朱培洋,劉劍洪.  材料導(dǎo)報. 2013(13)
[5]超級電容器用炭/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料[J]. 安紅芳,王先友,李娜,鄭麗萍,陳權(quán)啟.  化學(xué)進(jìn)展. 2009(09)

博士論文
[1]富氮碳基材料及其復(fù)合材料的合成與電化學(xué)電容性質(zhì)的研究[D]. 郭文.華中科技大學(xué) 2019
[2]鎳鈷基雙金屬氧化物納米復(fù)合材料的制備及其贗電容性能研究[D]. 陳三名.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[3]新型導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 何明平.福州大學(xué) 2013

碩士論文
[1]胺基化石墨烯量子點/二氧化鈦納米管復(fù)合材料的制備及其電容性能研究[D]. 李翠.上海大學(xué) 2015



本文編號：3714566