發(fā)布時間：2024-04-15 04:09

　　孔結構的調控是先進碳基超級電容器電極材料研究的關鍵。開發(fā)高體積性能(體積能量密度和體積功率密度)的高密度多孔碳材料是當前超級電容器研究領域的前沿課題。本文圍繞碳納米籠孔結構的調控,構建高密度塌陷碳納米籠材料,提高其體積性能;同時,基于孔結構與電容性能構效關系的認識,建立微孔、介孔和大孔主導的多孔電極模型,系統(tǒng)研究直流等效串聯(lián)電阻、比電容和倍率性能隨孔尺寸和放電電流密度的演變規(guī)律,結合受限空間內雙電層模型和電解質離子的傳輸規(guī)律,揭示大電流放電下多孔碳電極中離子的傳輸機制,提出大功率放電下介孔和大孔中離子的輸送模型,具體進展分別如下:1.減小多余的介孔尺寸空間是進一步提高多孔碳材料密度及其體積性能的關鍵和難點�；谘趸V模板法制備碳納米籠的工藝路線,通過調控碳前體的進樣量,降低碳納米籠的壁厚,調低籠壁對籠狀結構的支撐力至毛細作用力的作用范圍,實現(xiàn)對單個薄壁碳納米籠籠內介孔尺寸空間的可控壓縮調控,構建出薄壁、孔窄且均勻分布的高密度塌陷碳納米籠電極材料(1.32 g/cm3)。較高的化學純度使其在離子液體EMIMBF4中表現(xiàn)出良好的電化學穩(wěn)定性,電容器的工作電壓窗口從常見的3.5 V提高到4....

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.5超級電容器的性能評價參數(shù)、測試方法和影響因素4氣

電容；也稱之為電容量，是表征電容器容納電荷本領的物理量。通常，把電??容器的兩極板間的電勢差增加１伏所需的電量，叫做電容器的電容。從物理學上??講，電容器是一種靜態(tài)電荷存儲裝置，在沒有放電回路和自放電的情況下，被儲??存的電荷可以一直保存。平板電容（Ｃ）的計算公式為：??Ｃ?＝?....

圖１．６典型ＥＤＬＣ電極的電化學阻抗譜５４

（５－１０ｍＶ）時，系統(tǒng)會產生一個與擾動信號相同頻率的響應信號，通過計算不??同頻率的響應信號與擾動信號之間的比值，就可以獲得不同頻率下阻抗的模值??（Ｚ１或Ｚ＂）和相位角，進而獲得阻抗譜的實部與虛部，其典型的譜圖如圖１．６所示。??通常，是指低頻區(qū)反向延長線與實軸交點的值，即由....

圖１．７離子直徑與孔尺寸的匹配示意

離子液體中的離子尺寸約為１．０ｎｍ，在電容器中存在離子尺寸和孔尺寸匹配??的問題。Ｓｉｍｏｎ等發(fā)現(xiàn)當離子液體的離子尺寸和活性炭的孔尺寸相當時，電容器??的比電容達到最大（圖１．７?）?６５。低溫會顯著增大離子液體的黏度、降低其電導率，??進而降低ＥＤＬＣ的比電容和倍率性能，故提高....

圖１．８雙電層模型

本文編號：3955715