能源稀缺和環(huán)境污染已成為21世紀不可忽視的兩大社會問題,學者們紛紛致力于尋找和開發(fā)清潔環(huán)保的可再生能源以及安全高效的儲能裝置。其中,超級電容器（電化學電容器或法拉第電容器）,因為其具有充放電速率快、功率密度高、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點,逐漸成為了科學家們的研究重點。碳材料作為一種常用的超級電容器電極材料,具有比表面積大、孔徑結構可調控、導電性能好和來源廣泛、成本低廉等優(yōu)點,受到了廣泛的關注。但單純的碳材料作為電極材料時,存在比電容和能量密度較低的缺點,嚴重限制了其進一步發(fā)展和應用。據報道,在碳基骨架中摻雜氮、磷、氧、硼等雜原子,能有效對碳材料進行改性,增加其比電容和能量密度。本課題主要制備了三種氮摻雜的多孔碳材料（PNCs）,研究不同前驅體及碳化溫度對PNCs形貌、結構和電化學性能的影響,并探究了PNCs樣品作為超級電容器電極材料的實用性能:首先,以對苯二胺（PPD）和三聚氯氰（TCT）為主要原料,通過縮聚反應生成具有三嗪結構的微孔聚合物,再在不同溫度下煅燒碳化,制備氮摻雜的碳材料。測試表征結果表明:碳化溫度是影響電極材料比表面積、孔徑分布、氮摻雜量和電化學性能的重要因素;碳化溫度升高時,樣... 

【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

幾種主要儲能器件的能量密度與功率密度函數之間的Ragone圖

江南大學碩士學位論文完善了 Helmholtz 模型理論，使雙電層理論具有了實際應用公司[10]以天然多孔碳材料為電極材料制備出了比電容接近0 年，日本松下公司[11]利用活性炭制作了以有機溶劑為電解年，新加坡國立大學[12]研究出了一種不需要電解液就可以儲的泄露造成電容器的損壞，降低生產成本的同時達到更好的學者們進一步推進了對超級電容器的關注和研究，制備出許電容器。容器的結構組成器主要由電極材料、電解質、隔膜和集流體四部分組成[13-17。

應用比較多的電解質主要有水系、有機液體、離子液體和固態(tài)/準電容器的分類儲能機理分類，雙電層電容器(EDLC)。雙電層電容器由兩個電極材料、電解液組成并且通過電極表面形成的雙電層進行電能存儲[18]。當在雙電，正電極靜電吸附溶劑化的陰離子，負電極靜電吸附溶劑化的陽衡后形成雙電層電容器以此來存儲電荷，工作原理如圖 1-3 所示容量用公式 1-1 計算： = 4 電極材料的電化學活性表面積，ε 是電解液的介電常數，d 是雙電雙電層電容器具有高達 105W kg-1的功率密度和良好的循環(huán)穩(wěn)定機制，具有能量密度較低的缺點。由于電極材料靜電吸附陰陽離越大，因此可以通過增加電極材料的比表面積或摻雜雜原子等方器的比電容。

【參考文獻】：
期刊論文
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[5]淺析超級電容器的應用及發(fā)展趨勢[J]. 豐駿,朱云松,丁曉峰.  山東工業(yè)技術. 2018(24)
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[9]KOH activated carbon derived from biomass-banana fibers as an efficient negative electrode in high performance asymmetric supercapacitor[J]. Chaitra K,Vinny R T,Sivaraman P,Narendra Reddy,Chunyan Hu,Krishna Venkatesh,Vivek C S,Nagaraju N,Kathyayini N.  Journal of Energy Chemistry. 2017(01)
[10]氮摻雜多孔炭材料的制備及在多相催化中的應用[J]. 楊勇,王言,藍國鈞,李健,李瑛.  化學通報. 2016(10)

博士論文
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碩士論文
[1]雜原子摻雜多孔碳材料的制備、表征及其電化學性能研究[D]. 陳秋立.安徽工業(yè)大學 2018
[2]多孔碳的制備及其電化學性能研究[D]. 邵春風.桂林電子科技大學 2018
[3]二維層狀材料及其復合材料的制備與電化學儲能研究[D]. 蘇當成.鄭州輕工業(yè)學院 2018
[4]多孔碳材料的設計及其高性能雙電層電容器的研究[D]. 楊復娟.太原理工大學 2018
[5]聚酰亞胺/磷腈前驅體多元素摻雜碳材料的制備及電化學性能研究[D]. 趙凱麗.北京化工大學 2018
[6]KOH活化與氮磷共摻雜苯并噁嗪基碳材料的制備及其在超級電容器中的應用[D]. 張夢艷.北京化工大學 2018
[7]生物質碳基電極材料的制備及其電化學性能研究[D]. 張文.東北林業(yè)大學 2018
[8]多孔碳的結構設計及其超級電容器性能研究[D]. 蔣坤.揚州大學 2018
[9]氮摻雜多孔碳材料的制備及其電化學性能研究[D]. 楊莉.揚州大學 2017
[10]氮摻雜多孔碳材料的制備及其在超級電容器中的應用[D]. 唐承貴.湘潭大學 2017



本文編號：3576239