隨著化石燃料等不可再生能源的日益枯竭,人們不斷地將目光轉(zhuǎn)向了可再生能源的研究與開發(fā)。生物質(zhì)材料作為一個巨大的資源庫,利用生物質(zhì)資源或農(nóng)業(yè)廢棄物等可再生資源制備生物質(zhì)基衍生碳材料應用在能量的儲存上,已成了當前一個研究熱點。本文以可再生的生物質(zhì)劍麻纖維為前驅(qū)體,采用不同方法制備了活性碳纖維和硬碳材料,分別用作超級電容器和鈉離子電池的電極材料。通過SEM,TEM,XRD,Raman,BET等表征方法,對樣品的結(jié)構(gòu)和物相進行分析,并通過電化學測試評估了樣品的電化學性能。以提取的劍麻纖維作為前驅(qū)體,通過碳化和KOH活化后,制備出不同活化溫度下的活性碳纖維。研究發(fā)現(xiàn)所有活化溫度下的樣品均能保持原材料的結(jié)構(gòu)與形貌,纖維狀的結(jié)構(gòu)有利于電解液的浸潤和縮短離子通道。隨著活化溫度的升高,樣品的比表面積和孔徑分布也隨之改變。在750°C時,活性碳纖維的比表面積和孔徑分布達到最佳。SC-750具有高比表面積(S_BET:2289 m² g^-1)和優(yōu)異的孔徑分布（2-10 nm）,總孔徑為1.23 cm³ g^-1

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

超級電容器的結(jié)構(gòu)示意圖[15]

第1章緒論-3-圖1-2雙電層電容器工作原理[19]法拉第贗電容器的的能量是通過在活性材料表面的快速且可逆的法拉第反應來存儲的，工作原理示意圖如圖1-3所示[21]。電極上發(fā)生可逆的還原-氧化反應進行電荷轉(zhuǎn)移，電荷存儲以靜電方式存儲，而電極與離子之間沒有相互作用。贗電容伴隨著來自去溶劑化和吸附的離子的電解質(zhì)和電極之間的電子電荷轉(zhuǎn)移。贗電容總是與靜電雙層電容同時出現(xiàn)，但與雙層電容相比，贗電容的大小明顯較大。這是因為贗電容器中的電荷存儲是由多個存儲電荷的過程組成，而不是像雙電層電容那樣僅在表面發(fā)生。贗電容的值取決于所用電極的性質(zhì)和孔隙率分布[22]。贗電容器比雙電層電容器儲存更多的電荷，因此提供了相對更大的比能量。圖1-3法拉第贗電容器工作原理[19]1.2.2超級電容器的分類通常情況下，人們按照需求將超級電容器進行不同的分類。首先，根據(jù)超級

第1章緒論-3-圖1-2雙電層電容器工作原理[19]法拉第贗電容器的的能量是通過在活性材料表面的快速且可逆的法拉第反應來存儲的，工作原理示意圖如圖1-3所示[21]。電極上發(fā)生可逆的還原-氧化反應進行電荷轉(zhuǎn)移，電荷存儲以靜電方式存儲，而電極與離子之間沒有相互作用。贗電容伴隨著來自去溶劑化和吸附的離子的電解質(zhì)和電極之間的電子電荷轉(zhuǎn)移。贗電容總是與靜電雙層電容同時出現(xiàn)，但與雙層電容相比，贗電容的大小明顯較大。這是因為贗電容器中的電荷存儲是由多個存儲電荷的過程組成，而不是像雙電層電容那樣僅在表面發(fā)生。贗電容的值取決于所用電極的性質(zhì)和孔隙率分布[22]。贗電容器比雙電層電容器儲存更多的電荷，因此提供了相對更大的比能量。圖1-3法拉第贗電容器工作原理[19]1.2.2超級電容器的分類通常情況下，人們按照需求將超級電容器進行不同的分類。首先，根據(jù)超級

【參考文獻】：
期刊論文
[1]生物質(zhì)衍生炭材料的多維結(jié)構(gòu)設(shè)計及其超級電容器研究進展[J]. 時君友.  北華大學學報(自然科學版). 2019(05)
[2]用于超電容儲能的生物質(zhì)碳材料的電化學性能[J]. 周佳祺,賈永鋒,吉磊,孫丹卉,劉景海,段莉梅.  云南化工. 2019(06)
[3]活性炭基軟包裝超級電容器用有機電解液[J]. 黃博,孫現(xiàn)眾,張熊,張大成,馬衍偉.  物理化學學報. 2013(09)

博士論文
[1]鈉離子電池中NaMO2正極材料的電化學性能研究[D]. 丁井井.復旦大學 2013

碩士論文
[1]生物質(zhì)衍生硬碳負極材料在二次電池上的應用[D]. 趙旸.太原理工大學 2017
[2]金屬氧化物基復合材料的制備及電容性能研究[D]. 鄭偉倩.武漢工程大學 2017



本文編號：3538502