超級電容器是在多孔碳和金屬氧化物等高比表面積電極和電解液界面上進(jìn)行充放電的一類特殊電容器。它們遵循著與傳統(tǒng)電容器一樣的基本儲能原理,具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電容器的比電容,非常適合能量的快速儲存與釋放。憑借其功率密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長、耐候性強(qiáng)和安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),超級電容器在儲能領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但是相對于電池,超級電容器的成本較高而能量密度較低,成為制約它更廣泛使用的瓶頸。由超級電容器的能量公式E=1/2 CV2可知,它的能量密度主要由活性材料的自身電容和電容器的電壓窗口決定。一方面,我們可以通過諸如活化的方法優(yōu)化電極材料的多孔性來提高其雙電層電容;也可以引入贗電容來提高材料的儲能性能。另一方面,我們可以拓寬電容器的工作電壓窗口來有效提高能量密度。一般的研究策略是使用有機(jī)電解液或者是離子液體來代替基于水溶液的電解質(zhì),從而加寬電壓窗口。改善現(xiàn)有的活性電極材料,開發(fā)新材料,是當(dāng)前超級電容器研究的主要方向之一。目前國產(chǎn)的超級電容多孔碳,大多制備繁瑣,性能尚待優(yōu)化,難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)量產(chǎn)和規(guī)模化應(yīng)用。因此,運(yùn)用簡單方法制備高性能的超級電容多孔碳材料具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本論文主要工作總結(jié)...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器構(gòu)造
        1.2.2 超級電容器優(yōu)點(diǎn)
        1.2.3 超級電容器的分類及儲能原理
    1.3 影響超級電容器性能的主要因素
        1.3.1 電極材料
        1.3.2 電解液
    1.4 常用制備多孔碳方法的概述
        1.4.1 物理活化法
        1.4.2 化學(xué)活化法
        1.4.3 水熱法
        1.4.4 熔融鹽法
    1.5 課題研究意義及內(nèi)容
        1.5.1 課題研究意義
        1.5.2 課題研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 表征技術(shù)
        2.2.1 熱重分析(TGA)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.4 X射線粉末衍射(XRD)
        2.2.5 拉曼光譜(Raman)
        2.2.6 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.7 N₂吸脫附曲線測試
    2.3 電化學(xué)測試方法
        2.3.1 電極制備
        2.3.2 超級電容器組裝
        2.3.3 循環(huán)伏安測試(CV)
        2.3.4 恒流充放電測試(GCD)
        2.3.5 交流阻抗測試(EIS)
第三章 一步碳化法制備蔗糖基多孔碳及其電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 蔗糖多孔碳的制備
        3.2.2 多孔碳的表征
        3.2.3 電極制備及超級電容器的組裝
        3.2.4 超級電容器的電化學(xué)性能測試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 表征結(jié)果
        3.3.2 蔗糖多孔碳的電化學(xué)性能
        3.3.3 高電壓窗口下的電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 松果基多孔碳的制備及電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 松果多孔碳制備
        4.2.2 多孔碳的表征
        4.2.3 電極制備及超級電容器的組裝
        4.2.4 超級電容器的電化學(xué)性能測試
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 表征結(jié)果
        4.3.2 松果多孔碳的電化學(xué)性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與課題展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 課題展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
浙江師范大學(xué)學(xué)位論文誠信承諾書



本文編號：3805255