超級電容器是目前最有發(fā)展前景的新型儲能設(shè)備之一,具備充電速度快、循環(huán)壽命長、功率密度高、能量密度高和綠色環(huán)保等優(yōu)勢,受到了人們的廣泛關(guān)注,市場規(guī)模在不斷擴大。目前常用的金屬氮氧化物和導(dǎo)電聚合物電極可以提供很高的贗電容但是循環(huán)穩(wěn)定性較差,碳材料類的石墨烯和碳納米管電極較難制備且成本較高,超級電容器的進一步大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用因此受到了限制,所以越來越多的研究人員希望能開發(fā)出新的電極材料,以進一步促進超級電容器的大規(guī)模應(yīng)用。本文以柚子皮為碳源前驅(qū)體,以弱腐蝕性的KCl水溶液為活化劑,通過無氧條件下的高溫碳化和化學(xué)活化的途徑制備了柚子皮生物質(zhì)多孔碳并將其應(yīng)用于超級電容器電極材料。通過比表面積及孔隙度測試（BET）、掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線光電子能譜（XPS）等方法對其微觀形貌結(jié)構(gòu)進行了表征并根據(jù)微觀形貌結(jié)構(gòu)的表征分析了其多孔結(jié)構(gòu)的形成機理。通過循環(huán)伏安（CV）、恒流充放電（CP）和交流阻抗（EIS）等方法對柚子皮生物質(zhì)多孔碳和以其為電極材料組裝而成的紐扣式對稱型超級電容器進行了電化學(xué)性能測試。研究表明,經(jīng)過KCl溶液活化后制備得到的柚子皮生物質(zhì)多孔碳具有較高的比表面積（約296m2/g）... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省211工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３雙電層超級電容器??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ??

和動力電池組成混合??動力系統(tǒng)以滿足電動汽車在啟動、加速和爬坡等場合對高功率的需求，此外超級??電容器可以有效減少大電流充放電對電池的損傷并延長其工作壽命，超級電容??器還可以把瞬間能量通過再生制動系統(tǒng)進行回收從而提高能量利用率Ｍ，４３，４４１。??超級電容器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，除了電動汽車領(lǐng)域，超級電容器在玩具車、??太陽能和風(fēng)能發(fā)電設(shè)備、消費電子、智能儀器儀表、交通運輸和軍事等領(lǐng)域都得??至�。�?了成功的應(yīng)用［４５，４６］。??超級電容器的發(fā)展越來越成熟，應(yīng)用市場也越來越大，如圖１４所示，全球??超級電容器市場規(guī)模在２０１５年己高達１６０億美元，預(yù)計未來的市場規(guī)模將繼續(xù)??擴大，有望達到２Ｌ３％的年復(fù)合增長率［４７］。??備＊－一——＊備＾—ｕｐ??１４０?—?ＩＳ??１２０?－—??１００?命嘗■?■?一■…??８０??ＲＫ?圓－Ｗ＇ｉ?圈圖關(guān)國??６０?—．?－?％?Ｈ?Ｌ?＿?ｉｌ?＿?議??４０?舍査通—．暑——■—??２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??■觸規(guī)機美元）??圖１．４?２００７－２０１５年全球超級電容器市場規(guī)模［４７］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｇｌｏｂａｌ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ?ｓａｌｅｓ?ｆｒｏｍ?２００７?ｔｏ?２０１５［４７＾??國內(nèi)超級電容器市場規(guī)模２０１４年已高達４８．４億美元，同比２０１３年增長??５６．１％。２０１５年市場規(guī)模進一步增長至６６．５億美元，２０１２至２０１５年間年均復(fù)合??增長率超過４０％。交通運輸用超級電容器將會是支撐整個行業(yè)高速發(fā)展的最重??要動力，近幾年我國超級電

?第１章緒論??????????????????????????—?—?—???—??????６－６？ｒ５????６０??Ｊ／Ｍ—??ｍＵＪｌ??２００?９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??■超級宅容市場規(guī)撗（億美元）??圖１．５?２００９－２０１５年中國超級電容器市場規(guī)模［４７］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｃｈｉｎｅｓｅ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ?ｓａｌｅｓ?ｆｒｏｍ?２００７?ｔｏ?２０１５＾４７］??１．３超級電容器電極材料??１．３．１超級電容器電極材料的要求??電極承載了儲存電解質(zhì)離子的活性物質(zhì)，是超級電容器的主要組成部分，對??其性能起到了決定性的作用［２６＿２８】，提高性能，降低成本是研宄開發(fā)超級電容器電??極材料的重要工作內(nèi)容�；诔夒娙萜鞯碾p電層電容和法拉第贗電容兩種儲??能機理，對其電極材料的要求一般有以下幾點［２８，３７，４８＿５３］：??（１）超級電容器電極材料需要有較高的比表面積，如石墨烯和活性碳等碳??材料因其高比表面積而得到了廣泛的應(yīng)用。??（２）超級電容器的電極材料需要具備良好的循環(huán)穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，從??而保證其工作壽命。??（３）電極材料與集流體和電解液的接觸電阻以及電極材料表面的氧化還原??電阻較小，從而保證超級電容器的阻抗較校??（４）超級電容器的電極材料與電解液的界面接觸角合理，電極材料在電解??液中的浸潤性好。??（５）超級電容器的電極材料機械完整性好，開路狀態(tài)下的自放電校??１．３．２超級電容器電極材料的分類??常見的應(yīng)用于超級電容器的電極材料包括以下幾類：碳材料，金屬氧化物，??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3613719