電極材料作為電容器發(fā)展的關(guān)鍵所在,其性能決定了整體器件的性能,目前商品化超級電容器主要集中在C/C電極的開發(fā)上,針對碳材料主要是表面靜電吸附儲能,它具有功率密度高,循環(huán)穩(wěn)定性好,可靠性高,倍率性能好。缺點(diǎn)能量密度比較低。導(dǎo)致其實(shí)際應(yīng)用受限。我的工作是基于磷摻雜聚丙烯腈碳無孔碳納米纖維的基礎(chǔ)上,分別通過造孔提高材料的比表面積增加雙電層電容。以及通過硅摻雜提高材料表面的法拉第氧化還原反應(yīng)來提高材料的贗電容,從而提高材料的比容量。為了避免造孔對于元素?fù)诫s碳材料的影響,集中制備了無孔或者說孔含量低的碳納米纖維來研究每種元素?fù)诫s對碳材料的電容特性影響機(jī)理,并且探究了硅磷兩種元素同時摻雜的協(xié)同效應(yīng)。（1）采用靜電紡絲的方法制備了含有不同TEOS含量的聚丙烯腈納米纖維,碳化后制得N/P/Si共摻雜碳納米纖維。通過SEM, XPS液氮等溫吸附等表征方法。分析了N/P/Si共摻雜碳納米纖維的形貌、比表面積、元素分布以及元素價態(tài)并比較他們電化學(xué)性能,篩選出最佳性能的電極材料。研究發(fā)現(xiàn),TEOS摻雜量在5%一下,對N/P/Si共摻雜碳納米纖維的比表面積影響很小,屬于孔含量很低的無孔碳納米纖維。磷摻雜可以和硅... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３－２不同ＴＥＯＳ含量的氮／碟共疹雜聚丙猜睛碳納米纖維的透射電子濕微鏡照片：??（ａ）Ｎ／Ｐ－ＣＮＦｓ，化）Ｎ／Ｐ／Ｓｉ－ＣＮＦｓ－５，?（ｃ）Ｎ／Ｐ／Ｓｉ－ＣＮＦｓ－１０，（ｄ）Ｎ／Ｐ／Ｓｉ－ＣＮＦｓ－１５??Ｆｉｇ?３－２?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?Ｎ／Ｐ／Ｓｉ?ｗｉｔｈ?ｄｉ報ｒｅｎｔ?ｃｏｎｔｅｎｔｓ?ｏｆ?Ｔ巨ＯＳ?ｉｎ?ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ?：?（ａ）Ｎ／Ｐ－ＣＮＦｓ，??

巧ｇｕｒｅ?３－１２?Ｎ／Ｐ／Ｓｉ－ＣＮＦｓ?ｓｅｒｉｅｓ?（ａ）?ｃｙｃｌｉｃ?ｖｏｌｔａｍｍｏｇｒａｍｓ?ａｔ?２０ｍＶ／ｓ．（ｂ）?ｃｙｃｌｅ?ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ??Ｎ／Ｐ／Ｓｉ－ＣＮＦｓ－５?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｃａｎ?ｒａｔｅｓ?（２０－２００ｍＶ／ｓ），?ａｎｄ?（ｃ）?ｃｙｃｌｉｃ?ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ?ｃｕｒｖｅ?ａｔ?ｌＯＯｍＶ／ｓ??如圖３－１２ａ是材料在添加不同含量ＴＥＯＳ之后在掃描速率為２０ｍＶ／ｓ下的循環(huán)伏??安曲線圖，可Ｌ：ＪＬ看出隨著化胎添加量的提高，材料的循環(huán)伏安曲線更加接近矩形了，??并且在放電電壓在－０．?１－０．?７Ｖ區(qū)間材料的曲線明顯降低，在充電區(qū)間的０．?３－０．?８Ｖ區(qū)??間曲線明顯上移。但是隨著ＴＥ０Ｓ含量的提高．矩形并沒有變得更大，這說明過量的??ＴＥ０Ｓ并不能導(dǎo)致材料容量的提高。如圖３－１２ｂ，將最佳慘雜比例Ｎ／Ｐ／Ｓｉ－ＣＮＦｓ－５納米??纖維從１０－４００ｍＶ／ｓ的不同掃描速率下掃描幾個循環(huán)，發(fā)現(xiàn)隨著掃描速率的増加，材??料的循環(huán)伏安曲線逐漸變形，接近萎形。??如圖接著將不同的材料在不２００ｍＶ下的掃描曲線比較，如圖３－１２Ｃ，所示，盡管??在高的掃描速率下材料的曲線己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是矩形

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超級電容器電極用N-摻雜多孔碳材料的研究進(jìn)展[J]. 馮晨辰,吳愛民,黃昊.  材料導(dǎo)報. 2016(01)
[2]甘蔗渣基納米孔碳在超級電容器中的應(yīng)用(英文)[J]. 司維江,吳小中,邢偉,周晉,禚淑萍.  無機(jī)材料學(xué)報. 2011(01)

博士論文
[1]金屬氧化物（氫氧化物）納米結(jié)構(gòu)材料的制備及其在光電探測器和超級電容器中的應(yīng)用[D]. 陳浩.復(fù)旦大學(xué) 2013



本文編號：2959720