超級(jí)電容器作為一種新型的綠色儲(chǔ)能器件,相比于其他的電化學(xué)設(shè)備,具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度寬和綠色無(wú)污染等眾多優(yōu)點(diǎn),填補(bǔ)了傳統(tǒng)電容器和電池之間的空白。其中,電極材料的特性決定著超級(jí)電容器的電化學(xué)性能。在眾多電極材料中,碳材料是研發(fā)最早,使用最廣泛的電極材料,始終作為超級(jí)電容器的主流電極材料。淀粉作為一種生物質(zhì)碳源,因其天然的顆粒形貌和碳素含量高這一優(yōu)勢(shì),成為超級(jí)電容器碳電極材料的新型碳素來(lái)源。目前,對(duì)淀粉基碳材料的研究已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的階段,如何進(jìn)一步提高淀粉基碳材料的比電容,成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。眾所周知,碳電極材料的電化學(xué)性能受到多種因素影響。因此,本文在前期的研究基礎(chǔ)之上,通過(guò)對(duì)淀粉基活性碳的改性,來(lái)達(dá)到提高碳電極材料的電化學(xué)性能。本文研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)方面:（1）在第三章實(shí)驗(yàn)中,研究了過(guò)渡金屬催化石墨化對(duì)碳材料的電化學(xué)性能影響。碳材料石墨化程度的提高,有助于增加材料的電子導(dǎo)電性,降低材料的內(nèi)阻,從而增加材料的電化學(xué)性能。本章實(shí)驗(yàn),以市售馬鈴薯淀粉為原料,通過(guò)磷酸氫二銨浸泡冷干后,進(jìn)行預(yù)碳化處理,得到淀粉碳顆粒;隨后,在KOH活化的過(guò)程中,通過(guò)添加不同過(guò)渡金屬鹽（F... 

【文章來(lái)源】：廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：110 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1雙電層電容充放電示意圖

廣西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1-2贗電容示充放電意圖Fig.1-2Pseudo-capacitanceshowscharginganddischargingintention1.3.3導(dǎo)電聚合物的儲(chǔ)能機(jī)理導(dǎo)電聚合物不同于過(guò)渡金屬氧化物的儲(chǔ)能方式，一般認(rèn)為，電荷通過(guò)聚合物共軛鏈上快速可逆的p型或n型摻雜和脫摻雜的氧化還原反應(yīng)進(jìn)行儲(chǔ)存[49-53]。如圖1-3所示，當(dāng)導(dǎo)電聚合物發(fā)生P型摻雜時(shí)，聚合物中的電子通過(guò)集流體流向外電路使電極帶正電。為保持電中性，電極周?chē)年庪x子遷移至聚合物骨架當(dāng)中，使電荷儲(chǔ)存在聚合物網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。N型摻雜的儲(chǔ)能方式與P型摻雜相反，當(dāng)導(dǎo)電聚合物發(fā)生N型摻雜時(shí)，電子通過(guò)外電路流入到聚合物當(dāng)中使電極帶負(fù)電。為保持電中性，電極周?chē)年?yáng)離子遷移至聚合物骨架當(dāng)中，使電荷儲(chǔ)存在聚合物網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。大多數(shù)導(dǎo)電聚合材料是P型摻雜，只有少數(shù)部分的N型摻雜。圖1-3摻雜和脫摻雜示意圖Fig.1-3Schematicdiagramofdopinganddedoping1.3.4混合電容器的儲(chǔ)能機(jī)理1995年，D.A.Evans[54]等提出了將雙電層電容與法拉第電容相結(jié)合，組合成混合電容器的概念�；旌想娙萜�，又稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)式電容器，與單一的雙電層電容和單一的法拉第電容不同，混合電容器兩極板之間為不同的電極材料[55]。一個(gè)電極采用碳材料，通過(guò)雙電層電容的方式儲(chǔ)存電荷，另一個(gè)電極采用金屬氧化物或

廣西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1-2贗電容示充放電意圖Fig.1-2Pseudo-capacitanceshowscharginganddischargingintention1.3.3導(dǎo)電聚合物的儲(chǔ)能機(jī)理導(dǎo)電聚合物不同于過(guò)渡金屬氧化物的儲(chǔ)能方式，一般認(rèn)為，電荷通過(guò)聚合物共軛鏈上快速可逆的p型或n型摻雜和脫摻雜的氧化還原反應(yīng)進(jìn)行儲(chǔ)存[49-53]。如圖1-3所示，當(dāng)導(dǎo)電聚合物發(fā)生P型摻雜時(shí)，聚合物中的電子通過(guò)集流體流向外電路使電極帶正電。為保持電中性，電極周?chē)年庪x子遷移至聚合物骨架當(dāng)中，使電荷儲(chǔ)存在聚合物網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。N型摻雜的儲(chǔ)能方式與P型摻雜相反，當(dāng)導(dǎo)電聚合物發(fā)生N型摻雜時(shí)，電子通過(guò)外電路流入到聚合物當(dāng)中使電極帶負(fù)電。為保持電中性，電極周?chē)年?yáng)離子遷移至聚合物骨架當(dāng)中，使電荷儲(chǔ)存在聚合物網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。大多數(shù)導(dǎo)電聚合材料是P型摻雜，只有少數(shù)部分的N型摻雜。圖1-3摻雜和脫摻雜示意圖Fig.1-3Schematicdiagramofdopinganddedoping1.3.4混合電容器的儲(chǔ)能機(jī)理1995年，D.A.Evans[54]等提出了將雙電層電容與法拉第電容相結(jié)合，組合成混合電容器的概念�；旌想娙萜�，又稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)式電容器，與單一的雙電層電容和單一的法拉第電容不同，混合電容器兩極板之間為不同的電極材料[55]。一個(gè)電極采用碳材料，通過(guò)雙電層電容的方式儲(chǔ)存電荷，另一個(gè)電極采用金屬氧化物或

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]石墨烯改性超級(jí)活性炭的制備及其在雙電層電容器中的應(yīng)用[J]. 姜彤彤,程金杰,趙永彬.  電子元件與材料. 2017(04)
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[6]超級(jí)電容器的應(yīng)用[J]. 陳雪丹,陳碩翼,喬志軍,傅冠生,阮殿波.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2016(06)
[7]石墨烯復(fù)合超級(jí)電容器用活性炭材料的制備及性能研究[J]. 郝相龍,東紅,張桂蘭,孫全芹.  炭素技術(shù). 2016(05)
[8]活性石墨烯/活性炭干法復(fù)合電極片制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用[J]. 鄭超,周旭峰,劉兆平,楊斌,焦旺春,傅冠生,阮殿波.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2016(04)
[9]氮摻雜碳納米管的制備及其應(yīng)用[J]. 羅志虹,朱其峰,黃業(yè)富,寧獻(xiàn)飛,龐培文,羅鯤.  材料導(dǎo)報(bào). 2016(05)
[10]多巴胺改性聚吡咯衍生摻氮多孔碳材料的制備及其超電容性能[J]. 楊碩,徐桂銀,韓金鵬,邴歡,竇輝,張校剛.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)

碩士論文
[1]石墨烯/活性炭復(fù)合材料的制備及超電容性能研究[D]. 周博通.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]以淀粉為碳源的碳微球制備及性能測(cè)試[D]. 張艷勤.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[3]新型氮摻雜碳材料制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 劉喜.燕山大學(xué) 2014
[4]活性炭基超級(jí)電容器的制備及應(yīng)用研究[D]. 潘學(xué)松.清華大學(xué) 2012
[5]超級(jí)電容器碳復(fù)合電極材料的制備及性能研究[D]. 劉偉偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3130037