超級電容器作為一種新型的綠色環(huán)保儲能器件受到廣泛關(guān)注,它通過多孔材料表面上的離子吸附來存儲電荷能量,而孔尺寸對電容的影響可以通過使電解質(zhì)離子可及的電極表面積最大化而改善,如果對電極材料孔徑與電解質(zhì)離子匹配關(guān)系進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化,則可以進(jìn)一步改善超級電容器的性能。本文采用硬模板法,以SBA-15和HY沸石為模板,以乙炔為前驅(qū)體,通過化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)對模板進(jìn)行碳沉積,制備了兩種有序介孔碳OMC-3h和OMC-6h,一種有序微孔碳ZTC。采用X射線衍射（XRD）、拉曼光譜、掃描電子顯微鏡（SEM）以及氮?dú)馕摳降葴鼐�等方法對材料的形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。以上述3種有序多孔碳組成超級電容器正負(fù)極,選用陰陽離子直徑明顯不同的TEATFB和LiPF₆為電解質(zhì),構(gòu)建對稱型和非對稱型超級電容器,通過循環(huán)伏安（CV）、恒流充放電（GCD）以及交流阻抗（EIS）等電化學(xué)測試技術(shù)研究有序多孔碳孔徑與電解質(zhì)離子的匹配關(guān)系,優(yōu)化超級電容器性能,主要結(jié)果如下。（1）以SBA-15為模板,通過硅烷化活化和乙炔CVD技術(shù),成功制備兩種有序介孔碳OMC-3h和OMC-6h,其中OMC-3h孔徑主要集... 

【文章來源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

用于不同電能存儲技術(shù)的能量功率密度圖[1]

1.緒論91.1超級電容器的概述1.1.1超級電容器結(jié)構(gòu)超級電容器元件的結(jié)構(gòu)與電池相似，主要包括兩個電極即正負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜和外殼等，其構(gòu)造如圖1.2所示。圖1.2超級電容器結(jié)構(gòu)Fig.1.2Schemeofsupercapacitor（1）電極超級電容器最重要的組成部分是電極，用來儲存和釋放電荷。它由電極活性物質(zhì)和集流體兩部分組成。超級電容器性能的好壞是直接由電極材料決定。因此，開發(fā)具有高比電容、導(dǎo)電性能好和高循環(huán)穩(wěn)定性的電極材料成為目前研究的熱點。（2）隔膜隔膜的主要作用是隔離電子的傳輸，隔膜要有良好的隔離性與絕緣效果、擁有較高的孔隙率、穩(wěn)定的電化學(xué)性質(zhì)、離子通過隔膜時要有較小的阻力以及較強(qiáng)的機(jī)械能力。（3）電解質(zhì)電解質(zhì)在兩個電極之間轉(zhuǎn)移和平衡電荷方面起著非常關(guān)鍵的作用，故其成為超級電容器中必不可少的重要組成部分[2]。同時不同電解質(zhì)的選擇，也會對超級電容器的性能產(chǎn)生不同的影響。Lin[3]等人的研究表明，不同的電解質(zhì)（例如乙腈（acetonitrile,AN）和碳酸亞丙酯（PropyleneCarbonate,PC））會影響同一碳電極的電化學(xué)行為。迄今為止，還沒有完美的電解質(zhì)滿足電化學(xué)的所有要求。使用水系電解質(zhì)的超級電容器具有高導(dǎo)電率和電容，但其低能量密度和低循環(huán)穩(wěn)定性限制了水系電解質(zhì)的應(yīng)用[4]。因此，電極材料的快速發(fā)展和應(yīng)用依賴于尋找相應(yīng)的電解質(zhì)。電解質(zhì)的反應(yīng)機(jī)理對于開發(fā)安全有效的超級電容器至關(guān)重要。但是，關(guān)于電化學(xué)超級電容器電解質(zhì)反應(yīng)機(jī)理的評論很少。①水系電解質(zhì)

1.緒論15圖1.4法拉第贗電容充電狀態(tài)和電位分布圖[29]Fig.1.4Faradaypseudocapacitancechargingstatusandpotentialdistribution[29]1.3超級電容器的分類圖1.5超級電容器的分類[1]Fig.1.5Classificationofsupercapacitors[1]如圖1.5為超級電容器的分類，超級電容器可分為三種不同類型，包括雙電層電容器（EDLC），贗電容器和非對稱超級電容器。通常，不對稱超級電容器可分為兩種類型，即具有兩個電容電極的系統(tǒng)或混合電容器�；旌想娙萜魇且粋�電極基于法拉第過程存儲電荷，而另一個電極則基于雙電層電容機(jī)制存儲電荷。在充電和放電過程中，不對稱超級電容器可以充分利用兩個電極的不同電勢窗口，以最大化整個設(shè)備的工作電壓。例如，當(dāng)水系對稱電容器的電壓限制為1.2V時，非對稱超級電容器的電壓可以擴(kuò)展到2.0V以上。能量密度是用于評估超級電容器電化學(xué)性能的關(guān)鍵參數(shù)之一。根據(jù)等式

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非晶態(tài)氧化鈮低電位電化學(xué)贗電容行為[J]. 蒯笑笑,周紹雯,趙建慶,高立軍.  科學(xué)通報. 2019(32)
[2]大功率超級電容器的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 王然,苗小麗.  電池工業(yè). 2008(03)
[3]超級電容器的原理及應(yīng)用[J]. 陳英放,李媛媛,鄧梅根.  電子元件與材料. 2008(04)

碩士論文
[1]雙模板炭的制備及其超級電容器特性[D]. 張硯秋.遼寧科技大學(xué) 2017



本文編號：2963030