目前,有限的化石燃料資源和全球變暖嚴重制約了工業(yè)生態(tài)和全球經(jīng)濟的綠色可持續(xù)發(fā)展。超級電容器因為出色的性能在近幾年成為儲能領(lǐng)域研究的熱點。碳基材料由于資源豐富,導(dǎo)電性好,出色的化學(xué)穩(wěn)定性,高的比表面積等性能在超級電容器電極材料應(yīng)用上備受青睞。前人的研究結(jié)果表明,超級電容器優(yōu)異的性能與電極材料的比表面積、表面結(jié)構(gòu)、孔徑分布等密切相關(guān)。而目前限制超級電容器大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的主要原因是能量密度低,可以從提高比容量和拓寬電壓窗口進行改進。傳統(tǒng)方法制備的多孔碳主要以微孔為主,不利于大尺寸電解液的快速傳輸,模板法被認為是一種有效制備具有高的比表面積和發(fā)達的介孔的方法。鑒于此,本論文的主要研究內(nèi)容是:用模板法制備具有不同形貌、孔徑分布的電極材料,并研究不同孔徑分布、比表面積、微觀形貌對電容器電容性能的影響,以及它們在不同電解液中的電化學(xué)性能。詳細的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)用MgO作模板劑制備的TC-1基超級電容器在1 M Li₂SO₄電解液中表現(xiàn)出了優(yōu)異的電容性能。電壓窗口可達1.6 V,在電流密度為1 A/g時容量是173 F/g,當電流密度增加到30 ...

【文章頁數(shù)】：72 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 超級電容器的簡介
        1.2.1 超級電容器的分類和工作原理
    1.3 超級電容器電極材料的發(fā)展狀況
        1.3.1 金屬氧化物
        1.3.2 導(dǎo)電聚合物
        1.3.3 碳材料
    1.4 超級電容器的電解質(zhì)
        1.4.1 水系電解質(zhì)
        1.4.2 非水系電解質(zhì)
    1.5 本論文選題的背景和主要內(nèi)容
第二章 實驗材料及方法
    2.1 試劑與原材料
    2.2 實驗儀器及設(shè)備
    2.3 材料物理性能表征
        2.3.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 X-ray衍射(XRD)
        2.3.4 拉曼光譜(Raman)
        2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.6 N₂吸脫附測試
    2.4 材料電化學(xué)性能測試
        2.4.1 電極制備和超級電容器的組裝
        2.4.2 循環(huán)伏安測試(CV)
        2.4.3 橫流充放電(GCD)
        2.4.4 交流阻抗測試(EIS)
        2.4.5 循環(huán)穩(wěn)定性測試
第三章 MgO作模板劑制備模板碳材料及其電化學(xué)性能
    3.1 引言
    3.2 多孔碳的合成及超級電容器的組裝
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 物理性能表征與分析
        3.3.2 電化學(xué)性能測試與分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 低溫固相自生模板及其電化學(xué)性能
    4.1 引言
    4.2 多孔碳的合成及超級電容器的組裝
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 機理分析
        4.3.2 物理性能表征與分析
        4.3.3 電化學(xué)性能測試與分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 Zn自生模板輔助法制備多孔碳及其電化學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 多孔碳的合成及超級電容器的組裝
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 機理分析
        5.3.2 物理性能表征與分析
        5.3.3 電化學(xué)性能測試與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
致謝
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本文編號：3840695