【摘要】：(1)本文針對(duì)EMIM·BF4離子液體,采用不同質(zhì)量比的磷酸浸漬生物質(zhì)前驅(qū)體棉纖維并高溫活化得到CPn活性碳材料,研究了不同浸漬比對(duì)前驅(qū)體棉花的活化結(jié)果影響,得到了低磷酸浸漬比有利于活性碳微孔發(fā)展,高磷酸浸漬比有利于活性碳中大孔發(fā)展的結(jié)論,在本文的實(shí)驗(yàn)方法中,磷酸質(zhì)量浸漬比為0.75時(shí)得到比表面積1818 m~2·g~(-1)、0.2 A·g~(-1)電流密度下放電比容量179 F·g~(-1)的活性碳材料CP0.75。再通過(guò)KOH活化進(jìn)一步將CP0.75的孔道結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到CP0.75-K活性碳材料,CP0.75經(jīng)KOH擴(kuò)孔后比表面積提高至2855 m~2·g~(-1),并且孔容孔徑也得到了很大的發(fā)展,更加適合電解質(zhì)離子的儲(chǔ)存,0.2 A·g~(-1)電流密度充放電時(shí)比容量可以達(dá)到226 F·g~(-1),能量密度由78 Wh·kg~(-1),提高到110 Wh·kg~(-1),可以作為離子液體體系實(shí)現(xiàn)高功率高能量密度的活性碳材料。(2)本文針對(duì)鈦酸鋰導(dǎo)電性差、大電流充放電時(shí)極化嚴(yán)重、會(huì)催化電解液的分解導(dǎo)致循環(huán)容量降低的問(wèn)題,通過(guò)將鈦酸鋰球磨細(xì)化粒徑并進(jìn)行碳包覆的方法,將鈦酸鋰在4C、5C、10C下放電比容量由原來(lái)的68 mAh·g~(-1)、61 mAh·g~(-1)、41 mAh·g~(-1)提高到了134 mAh·g~(-1)、133 mAh·g~(-1)、124 mAh·g~(-1)并且在5C循環(huán)300圈后仍保持120 mAh·g~(-1),粒徑的減小縮短了鋰離子的遷移距離,材料可以更快的響應(yīng)大電流充放電,碳包覆層的存在有效提升了材料的導(dǎo)電性,減小極化,并且阻隔了鈦酸鋰與電解液的直接接觸,抑制了鈦酸鋰對(duì)電解液分解的催化作用,提高了其倍率循環(huán)性能,與活性碳正極匹配成鋰離子電容器后在功率密度223.4W·kg~(-1)時(shí)能量密度達(dá)到86 Wh·kg~(-1)。由于目前離子液體成本較高,因此可以通過(guò)鋰離子電容器實(shí)現(xiàn)高功率密度,高能量密度儲(chǔ)能器件的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
【圖文】：

目前電化學(xué)電容器中發(fā)展最快的，并且在市場(chǎng)上得到現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)就是其使用不同形式的碳材料作為碳材料的研究與認(rèn)識(shí)也已經(jīng)比較成熟。級(jí)電容器（EDLC）電容器指兩極電極材料為對(duì)稱材料組分相同，一般特EDLC 通過(guò)非法拉第反應(yīng)進(jìn)行儲(chǔ)能，即在充電狀態(tài)下子，負(fù)極吸附陽(yáng)離子，在電極-電解液界面形成兩個(gè)雙致整個(gè)單元組件中存在一個(gè)電位差。雙電層概念最早姆霍茲（Helmholtz）[3]提出，Helmholtz 雙電層模型會(huì)形成間距為一個(gè)原子尺寸的兩種帶相反電性的電荷

隨后 Stern[4]將早期的亥姆霍茲模型和更加準(zhǔn)確的 Gouy-Chapman 模型結(jié)在電極-電解液界面存在兩個(gè)離子分布區(qū)域：一個(gè)內(nèi)部區(qū)域的緊密層（Ste一個(gè)擴(kuò)散層[5]。近年來(lái)，Huang 等人[6-7]對(duì)多孔材料表面的雙電層建模提一種方法。他們探索模型是基于密度泛函理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析以及入適當(dāng)?shù)那蕳l件，以考慮孔壁的曲率來(lái)計(jì)算電容，當(dāng)這個(gè)模型延伸到傳電層模型時(shí)，，對(duì)各種各樣的碳和電解液顯示了普遍性。雙電層電容器的兩個(gè)主要屬性是功率密度和能量密度，用單位質(zhì)量或者單的能量（比能量）和功率來(lái)表示。每個(gè)界面電荷 Q（C）以及電勢(shì)差 V（V著儲(chǔ)存在電容器中的能量 E（J），其能量與電容器的電容成比例即 =12 2（1雙電層電容器的構(gòu)造如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM53;TQ127.11

【參考文獻(xiàn)】

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3 王倩;張競(jìng)擇;婁豫皖;夏保佳;;鈦酸鋰基鋰離子電池的析氣特性[J];化學(xué)進(jìn)展;2014年11期

4 歐陽(yáng)曙光;胡義方;;改質(zhì)煤瀝青制備活性炭的研究[J];應(yīng)用化工;2013年05期

5 朱蕓;左宋林;孫康;許玉;鄧先倫;;磷酸活化法制備糖用活性炭的物料和熱量衡算[J];林業(yè)科技開(kāi)發(fā);2013年02期

6 朱希平;賀艷兵;;提高鈦酸鋰負(fù)極材料倍率性能的研究進(jìn)展[J];應(yīng)用化工;2012年05期

7 張莉莉;江婷;苑金鵬;趙汝松;李磊;王珊珊;;竹炭的性能和應(yīng)用研究進(jìn)展[J];科技導(dǎo)報(bào);2010年16期

8 劉曉芳;王如陽(yáng);葉艷青;刀永華;尹曉瓊;;澳洲堅(jiān)果殼制備活性炭的工藝研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年26期

9 馬曉軍;趙廣杰;;新型生物質(zhì)碳材料的研究進(jìn)展[J];林業(yè)科學(xué);2008年03期

10 陳,劉中華,萬(wàn)榮惠;用磷酸活化褐煤制備活性炭[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2004年11期

本文編號(hào)：2607730