含羞草基活性炭的制備及其儲能行為研究.pdf

1、由于超級電容器兼具高功率密度、快速充放電效率和良好循環(huán)穩(wěn)定性，滿足了市場對儲能器件的廣泛需求，存在巨大的發(fā)展?jié)摿?。電極材料性能的優(yōu)劣直接影響了超級電容器整體的性能，目前研究致力于開發(fā)低成本、高能量密度的電極材料。
　　含羞草作為帶電植物的杰出代表，其應(yīng)對外界刺激產(chǎn)生的瞬時動力學(xué)響應(yīng)機制得益于體內(nèi)細胞液的定向流動，歸根結(jié)底得益于其葉子具有豐富的微觀多孔結(jié)構(gòu)，除此之外還具有生物質(zhì)碳材料本身良好的物理化學(xué)性質(zhì)?；诖?，本文創(chuàng)新性提出以帶

2、電植物含羞草為前驅(qū)體，經(jīng)冷凍干燥技術(shù)預(yù)處理，通過碳化活化技術(shù)路線制備具有高比表面積、豐富孔結(jié)構(gòu)的活性炭。為改善生物質(zhì)碳材料較低的電容性能，通過溶劑熱工藝將具有高比表面積和優(yōu)良導(dǎo)電性的活性炭與具有高比電容的鎳鈷硫化物制備復(fù)合電極材料。通過多種電化學(xué)測試技術(shù)對制備的樣品的電化學(xué)性能進行表征。
　　研究發(fā)現(xiàn)，與莖作前驅(qū)體相比，以含羞草葉子單獨作為前驅(qū)體制備的活性炭具有更優(yōu)異的電化學(xué)性能。活化比例和活化溫度對最終活性炭的形貌結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性

3、能優(yōu)劣至關(guān)重要。測試表征結(jié)果顯示：活化比例為2，活化溫度為750℃工藝條件下制備的活性炭比表面積高達1815 m2 g-1，孔容高達1.05 cm3 g-1，具有豐富的孔結(jié)構(gòu)，包括微/介/大孔多級孔道炭結(jié)構(gòu)。其在1 M H2SO4和6 M KOH媒介中均展現(xiàn)了優(yōu)異的電化學(xué)性能。當電流為0.2 A g-1時，質(zhì)量比電容分別為289 F g-1和257 F g-1，同時表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性，5000圈長循環(huán)后容量保持率分別是1

4、00％、98%。
　　采用溶劑熱法成功制備出鎳鈷雙金屬硫化物 NiCo2S4以及復(fù)合電極材料ACX/NiCo2S4，并探究了活性炭加入量對復(fù)合電極材料電化學(xué)性能的影響。納米片狀的NiCo2S4儲能機制為典型的贗電容儲能，具有較高比電容和良好倍率性能，電流密度為1 A g-1時，比容量高達1238 F g-1，當電流增大到20 A g-1時，比電容仍然保持在799 F g-1。隨著活性炭加入量遞增，制備的復(fù)合電極材料電容性能呈現(xiàn)先增