碳球與SnO2空心球的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、近年來，超級(jí)電容器具有功率密度高、等效串聯(lián)電阻小、循環(huán)壽命長和對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)異的性能，有望作為一種新型的電化學(xué)能量儲(chǔ)存裝置而被廣泛的研究。要想展開這一研究熱點(diǎn)，就必須研究和開發(fā)具有高功率密度和長穩(wěn)定性的超級(jí)電容器電極材料。迄今為止，有三種類型的超級(jí)電容器的電極材料被使用:一種為高比表面積的碳材料;一種為金屬氧化物;另一種為導(dǎo)電聚合物。本論文分別以酚醛樹脂(RF)微球煅燒得到的碳微球和RF與無機(jī)錫鹽構(gòu)成的膠體球煅燒得到的空心二氧化錫(S

2、nO2)微球作為超級(jí)電容器的電極材料，結(jié)合材料物理性能表征方法和電化學(xué)測(cè)試手段，對(duì)電極材料的制備、電化學(xué)性能進(jìn)行了探索和研究。主要研究的內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)歸納如下:
　　1.碳微球:以硼酸(H3BO3)、鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、氨水(NH3·H2O)和氫氧化鈉(NaOH)作為催化劑，間苯二酚和甲醛為前驅(qū)體，通過水熱合成法制備了各種形貌和粒徑大小的RF微球。在不同催化劑中，氨水能最有效的控制RF微球的粒徑大小

3、和形貌，并且進(jìn)一步探討了不同濃度的氨水和前軀體等制備條件對(duì)RF微球的粒徑大小的影響。氨水濃度為0.433 mol/L，前軀體的濃度比值始終保持0.1，但其中間苯二酚濃度為0.485 mol/L時(shí)，制備出的RF微球平均直徑為0.98 um，然后，經(jīng)過800℃高溫煅燒，得到0.89 um的相應(yīng)碳微球。隨后以相應(yīng)碳微球?yàn)殡姌O材料，對(duì)其電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:在6 mol/L KOH溶液中，掃描速率為1 mV/s時(shí)，比電容為175.

4、9 F/g，電阻為0.5Ω，循環(huán)500圈后，其比電容僅僅減少了5.6％。以上結(jié)果表明，來自RF微球的碳微球作為超級(jí)電容器的電極材料具有降低離子運(yùn)輸阻力和提高超級(jí)電容器穩(wěn)定性的功能。
　　2.空心SnO2微球:以硫酸亞錫(SnSO4)、氯化亞錫(SnCl2·2H2O)和氯化錫(SnCl4·5H2O)為SnO2的前軀體，間苯二酚和甲醛為碳球的前驅(qū)體，采用水熱合成法合成了錫鹽-聚合物微球。然后，在空氣氛圍下，經(jīng)過550℃高溫煅燒，生成空