有機(jī)鹽衍生多孔炭的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝置。針對(duì)現(xiàn)階段制約超級(jí)電容器能量密度提高的關(guān)鍵問題，人們主要集中在電極材料和電解液的研究。多孔炭材料因具有高比表面積、發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、相對(duì)良好的導(dǎo)電性能和較低的成本而廣泛用于超級(jí)電容器電極材料。因此，如何制備具有性能優(yōu)異的炭電極材料及摻雜多孔炭材料已成為當(dāng)前的研究重點(diǎn)。另外，將具有電化學(xué)活性的物質(zhì)摻雜到電解液中，可在電極/電解液表面引起氧化還原反應(yīng)而增加贗電容，從而提高超級(jí)電容器的

2、能量密度。本文選用廉價(jià)的碳前驅(qū)體、簡(jiǎn)單易行的直接炭化法制備多孔炭材料及氮摻雜多孔炭材料，并對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能之間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的考察；初步考察了電化學(xué)活性物質(zhì)對(duì)其電容性能的影響。本文主要包括以下兩個(gè)方面：
　?。?）有機(jī)鹽衍生氮摻雜多孔炭材料的制備及其電化學(xué)性能考察：以味精為含氮碳源，采用直接炭化法制備了高含氮（5.08％）的有機(jī)鹽衍生摻氮多孔炭材料。在炭化溫度為800℃、炭化時(shí)間為2 h下得到的有機(jī)鹽衍生氮摻雜多孔炭具有較

3、高的比表面（1873 m2/g）和孔體積（1.10 cm3/g）。該有機(jī)鹽衍生摻氮多孔炭材料在KOH電解液中，具有較高的比電容（205 F/g）和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　?。?）有機(jī)鹽衍生多孔炭材料的制備及其電化學(xué)性能考察：以硬脂酸鹽為碳前驅(qū)體，采用直接炭化法制備了不同微觀結(jié)構(gòu)的多孔炭材料。采用不同表征技術(shù)對(duì)有機(jī)鹽衍生多孔炭材料的微觀性能進(jìn)行表征研究，表明其具有良好的比表面積（硬脂酸鉀衍生多孔炭達(dá)到576.4 m2/g）和發(fā)達(dá)的孔隙

4、結(jié)構(gòu)（硬脂酸鉀衍生多孔炭達(dá)到0.26 cm3/g）。以6 MKOH溶液為電解液對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行研究表明，有機(jī)鹽衍生多孔炭材料具有理想的比電容（硬脂酸鉀衍生多孔炭達(dá)到208 F/g）、較小的阻抗特性和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　?。?）KI-KOH電解質(zhì)溶液的電化學(xué)性能考察：將具有電化學(xué)活性的物質(zhì)KI摻雜到KOH溶液中制備混合型電解液。通過(guò)KI濃度對(duì)電解液電化學(xué)性能的影響考察發(fā)現(xiàn)，硬脂酸鉀衍生多孔炭材料在3.5 MKI+1 MKOH電解