雙電層電容器（Electric Double Layer Capacitor,EDLC）是一種新型的儲(chǔ)能裝置,電極材料的性質(zhì)決定雙電層電容器儲(chǔ)能性能。碳材料作電極材料時(shí),其孔徑分布、比表面積、表面官能團(tuán)是影響其電化學(xué)性能的三大主要因素。以無灰煤為原料,分別通過KOH活化法、CO₂活化法、CO₂-KOH聯(lián)合活化法三種活化方法制備無灰煤基活性炭,并通過N₂等溫吸附脫附法、XRD、FT-IR、SEM等手段,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。通過對(duì)比三種活化方法所制備的活性炭各性質(zhì)參數(shù),分析了孔結(jié)構(gòu)的衍化規(guī)律,同時(shí)提出孔徑在0.5～1.5 nm范圍的孔對(duì)電化學(xué)性能提高有重要作用。研究發(fā)現(xiàn),孔結(jié)構(gòu)衍化過程與微晶結(jié)構(gòu)變化有較大關(guān)系。初反應(yīng)時(shí),活化過程表現(xiàn)為無規(guī)則碳的燒失,同時(shí)微晶單元參與反應(yīng),片層明顯減小,主要形成0.5nm以下的微孔,以開孔作用為主。隨反應(yīng)的加深,KOH刻蝕微晶結(jié)構(gòu)加劇,以擴(kuò)孔作用為主,>0.5 nm的孔比例增大,同時(shí)發(fā)展超微孔和中孔。在CO₂-KOH聯(lián)合作用下,可調(diào)控出微孔集中分布在0.4～0.6 n... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1雙電層電容器工作原理

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-12-002aγ002AfAA（6）0.3440002g0.34400.3354d（7）式中：λ—X射線波長(zhǎng)；k—形狀因子，其中k1=1.84，k2=0.94；Aγ—γ峰面積；A002表示002峰面積；0.3354—石墨的d002為。2.2工藝路線圖實(shí)驗(yàn)的工藝路線圖如圖2所示。圖2實(shí)驗(yàn)方案流程圖Fig.2Theflowchartofexperimentalscheme2.3實(shí)驗(yàn)原料及藥品采用內(nèi)蒙古褐煤為基礎(chǔ)原煤，煤質(zhì)分析方法見表1，褐煤及褐煤基無灰煤

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-16-是當(dāng)比表面積過大時(shí)，其微孔也相應(yīng)增加，而小于電解液離子的孔不利于電解液離子的進(jìn)出，導(dǎo)致比表面利用率低，因此比電容的大小不僅與比表面積有關(guān)，孔徑分布對(duì)比電容也有很大影響[65]。圖5活化溫度對(duì)HAC的比表面積、收率和比電容的影響Fig.5EffectofactivationtemperatureonspecificsurfaceareayieldandspecificcapacitanceofHAC有研究[13]表明，在KOH電解液中，當(dāng)孔徑大小是K+直徑的2~4倍時(shí)最有利于雙電層的形成，提高電解液離子進(jìn)出孔道的速度，而K+直徑的2~4倍為0.52~1.04nm，考慮電解液離子進(jìn)出孔道的難易程度以及活性炭材料的樹枝狀孔道不規(guī)則分布，因此分析0.5~1.5nm孔徑分布范圍對(duì)電化學(xué)性能的影響是有必要的。不同活化溫度下HAC的孔隙結(jié)構(gòu)特征及電化學(xué)參數(shù)見表5。表5不同活化溫度下制備的HAC的孔隙結(jié)構(gòu)特征及電化學(xué)參數(shù)Table5PorestructurecharacteristicsandelectrochemistryparametersofHACpreparedatdifferenceactivationtemperature樣品SBET（m2/g）SBET（0.5~1.5nm）（m2/g）SBET（1.5~2.0nm）（m2/g）SBET（>2.0nm）（m2/g）比電容（F/g）能量密度（Wh/kg）HAC-T-600oC843.9324.217.478.8202.918.3HAC-T-650oC1332.3938.470.1112.0258.223.3HAC-T-700oC1348.4559.3100.0132.3164.014.8注：SBET-總比表面積；SBET(0.5~1.5nm)-孔徑在0.5~1.5nm范圍內(nèi)的比表面積；SBET(1.5~2.0nm)-孔徑在1.5~2.0nm范圍內(nèi)的比表面積；SBET(>2.0nm)-孔徑>2.0nm范圍內(nèi)的比表面積。從表5中可看出，比電容隨著SBET（0.5~1.5nm）的增加而增加，當(dāng)溫度達(dá)到700oC，SBET雖然增加，但是SBET（0.5~1.5nm）減小，且比電容相應(yīng)減小，這充分說明對(duì)于HAC系列碳材料，提高0.5~1.5nm的

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碩士論文
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本文編號(hào)：3039277