多孔晶態(tài)碳基材料的制備及電容特性的研究.pdf

1、超級電容器(EDLC)作為一種可逆的新型電化學儲能裝置收到廣泛的關注和研究。超級電容器具有充放電迅速，功率密度高，循環(huán)使用壽命長，清潔高效等優(yōu)點，作為電驅(qū)動系統(tǒng)中的主要能源，脈沖電源或者輔助能源裝置具有良好的發(fā)展前景。目前超級電容器的主要電極材料中，如金屬氧化物，高分子聚合物等高能量密度材料具有造價高昂，原料來源受限，性能發(fā)揮不完全，循環(huán)衰減明顯等問題，較為廉價的傳統(tǒng)碳材料與其他材料相比則因為能量密度較低而受到便攜性方面的限制，因此超級

2、電容器的廣泛應用目前仍存在技術障礙。現(xiàn)今，制備原料豐富，造價低廉而具有良好性能的新型碳材料對于推廣超級電容器的應用具有重要意義。基于碳基材料在超級電容器中的雙電層作用機理，可以采用調(diào)控石墨化程度，改良表面微觀結構等方式優(yōu)化其性質(zhì)?；谝陨峡紤]，我們采用簡單的方法制備了多級孔結構石墨化碳材料，非晶態(tài)多孔碳材料以及過渡金屬氧化物/膨脹石墨復合材料，此類碳基電極材料具有優(yōu)良的電化學性能。本論文主要開展以下三方面研究內(nèi)容:
　　1.采用一

3、步法合成多級孔結構石墨化多孔碳材料:以活性炭作為碳源，將其與過渡金屬鹽通過溶液攪拌法混合，在惰性氣體條件下高溫熱處理并用鹽酸除去催化劑得到多級孔結構石墨化碳材料。通過調(diào)節(jié)金屬鹽種類和比例以及熱處理溫度得到不同石墨化程度以及表面微觀結構的石墨化碳材料，并研究此類材料作為超級電容器電極的應用。
　　2.以棕櫚殼作為碳源，經(jīng)過預碳化處理，以氫氧化鉀作為造孔劑，對前驅(qū)體進行浸漬后經(jīng)過惰性氣體條件下的熱處理，并使用氫氟酸中和造孔劑，制備了非