研制活性炭纖維雙電層電容器.pdf

1、利用在多孔電極上的雙電層充放電過程的電能儲存系統(tǒng)被稱為雙電層電容器,與普通電容器相比,它具有更大的電容量,更高的功率和更長的使用壽命.雙電層電容器性能的提高主要依靠電極材料的改進.由于多孔炭材料具有成本低,比表面大,孔結(jié)構(gòu)分布易控制、惰性化學表面等特征,一直是制作雙電層電容器電極的首選材料.實驗以市售商品活性炭和活性炭纖維為雙電層電容器的電極材料,通過對電極材料活性炭纖維進行表面氧化改性、用正交實驗優(yōu)化電極片制作參數(shù)和方法以及改變集電體

2、等,探索影響雙電層電容器性能的主要因素.用電化學方法研究了炭電極以及所制成電容器的電性能參數(shù),如:循環(huán)伏安曲線、電容量、內(nèi)電阻、充放電性能等.此外,用自動氮吸附儀測定了電極材料的比表面積、孔容、孔徑分布以及平均孔徑,研究這些參數(shù)及相對應(yīng)的電容器發(fā)現(xiàn),比表面積不是影響電極材料比電容的唯一因素,孔徑分布、孔徑大小以及總孔容都是影響電容量的關(guān)鍵因素.通過掃描電鏡對活性炭和活性炭纖維進行了形態(tài)分析,從微觀上驗證了中孔對比電容有重大貢獻的實驗結(jié)論

3、.該課題中,用比表面積分別為1129m<'2>/g和1155m<'2>/g的ACF制作的電容器的比電容要比比表面積為855m<'2>/g的活性炭粉末制作的電容器的比電容高,高達43.87F/g,而且具有更好的循環(huán)充電穩(wěn)定性.用硝酸、過硫酸胺和雙氧水對活性炭纖維進行表面氧化發(fā)現(xiàn),氧化不但改變活性炭纖維的表面官能團結(jié)構(gòu),而且還提高活性炭纖維的比表面積和總的孔體積.使得ACF的孔徑分布發(fā)生變化,其中,8％雙氧水的氧化效果最好,制備的電容器的比