摻雜多孔炭的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器的儲(chǔ)能方式主要包括雙電層電容與贗電容兩種，其中，贗電容提供的電容量可以是雙電層提供電容量的10～100倍，在炭材料中摻入 N、B、S等雜原子或負(fù)載金屬氧化物是使電極材料產(chǎn)生贗電容的有效手段。
　　本文以豆粕為前驅(qū)體，制備出了氮摻雜/多元素共摻雜電容炭，通過(guò) N2吸附、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線光電子能譜（XPS）、X射線衍射（XRD）、元素分析、表面潤(rùn)濕性等測(cè)試手段對(duì)其物理化學(xué)特性進(jìn)行分析，研究了含氮官能團(tuán)與金屬氧

2、化物在活性炭中對(duì)電化學(xué)性能的影響。
　　結(jié)果表明，一步活化法700℃下制備的活性炭（BH7）在無(wú)機(jī)電解液中的比電容達(dá)到360F/g，相較于炭化—活化法在相同活化溫度下制備的活性炭（AH7）提升了28.11％；一步活化法中活化溫度為800℃、堿碳比為3的活性炭（BJ3）在有機(jī)電解液中達(dá)到了179F/g，相較于炭化—活化法在相同活化溫度下制備的活性炭（AH7）提升了20.13%。通過(guò)元素分析測(cè)試發(fā)現(xiàn)，BH7的氮、氧含量高于BH8，且親

3、水性也優(yōu)于BH8、BH9，最后通過(guò)XPS、三電極等測(cè)試手段對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行分析，明確了N在BH7中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生贗電容。
　　通過(guò)對(duì)炭材料負(fù)載 NiO進(jìn)行表面改性，孔結(jié)構(gòu)分析、XRD分析表明 NiO成功負(fù)載于炭材料孔道內(nèi)。NiO的摻入使炭材料在無(wú)機(jī)電解液中大電流密度下比電容由138 F/g增加至206 F/g，提升了49.27%，在有機(jī)電解液中比電容提升了18.10%，產(chǎn)生了贗電容，并且增強(qiáng)了電容器的循環(huán)穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了