超級(jí)電容器具有功率密度高,使用壽命長(zhǎng),維護(hù)成本低,安全性能好,工作溫度范圍大等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。碳材料以其高導(dǎo)電性,高穩(wěn)定性,價(jià)格便宜和儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)已成為超級(jí)電容器電極用的主要材料,但是其能量密度和功率密度都還需要進(jìn)一步提高。本文以構(gòu)建分級(jí)孔徑結(jié)構(gòu)碳材料為基礎(chǔ),從引入雜原子提升碳材料比電容和引入石墨烯材料提升材料導(dǎo)電性兩方面著手展開(kāi)研究:1、以間苯二酚和甲醛為原料構(gòu)建三維碳凝膠結(jié)構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行修飾:(1)利用石墨烯量子點(diǎn)(GQD)對(duì)碳凝膠進(jìn)行修飾,以提升碳凝膠的導(dǎo)電性。研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)GQD的修飾,可以增強(qiáng)碳凝膠的結(jié)構(gòu),保留更多的孔容和比表面積,從而提升樣品的比電容。此外,GQD修飾碳凝膠能夠有效提升樣品的導(dǎo)電性,從而增強(qiáng)樣品的快速充放電能力。(2)利用三聚氰胺做為N源,制備含N碳凝膠。隨著三聚氰胺使用量的增加,樣品的內(nèi)部孔道逐漸增大,使其比表面積先增大后減小。隨著N含量的增加,總電容中贗電容的貢獻(xiàn)增大。但是,N的增加同時(shí)會(huì)破壞樣品碳晶格,從而降低快速充放電能力。當(dāng)間苯二酚與三聚氰胺比例為6:4時(shí),樣品比電容達(dá)到最大值139 Fg-1(0.5 Ag-1)。2、利用F-127作為模...

【文章頁(yè)數(shù)】：111 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級(jí)電容器簡(jiǎn)介
        1.2.1 超級(jí)電容器的基本結(jié)構(gòu)
        1.2.2 超級(jí)電容器的儲(chǔ)能機(jī)理
        1.2.3 超級(jí)電容器的應(yīng)用領(lǐng)域
        1.2.4 電極材料研究進(jìn)展
        1.2.5 電解液的研究進(jìn)展
    1.3 超級(jí)電容器用碳基材料研究進(jìn)展
        1.3.1 活性碳
        1.3.2 石墨烯
        1.3.3 碳?xì)饽z
        1.3.4 模板碳
        1.3.5 其他碳材料
    1.4 本文的研究思路及內(nèi)容
第二章 碳凝膠材料的制備及性能研究
    2.1 引言
    2.2 石墨烯量子點(diǎn)修飾的碳凝膠的制備及性能研究
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.2 結(jié)果與討論
    2.3 含氮碳凝膠的制備及性能研究
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.3.2 結(jié)果與討論
    2.4 本章小結(jié)
第三章 多孔碳球/石墨烯復(fù)合材料的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯的制備及表征
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.2 結(jié)果與討論
    3.3 石墨烯包覆多孔碳球的制備及其性能研究
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.3.2 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 茶花粉衍生碳材料的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 NH₄BF₄濃度對(duì)茶花粉衍生碳材料的影響
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.2 結(jié)果與討論
    4.3 水熱反應(yīng)溫度對(duì)茶花粉衍生碳材料的影響
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.3.2 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3743641