高性能改性活性炭電極材料.pdf

1、超級(jí)電容器是一種新型儲(chǔ)能元件，具有高比能量和比功率。電極是決定超級(jí)電容器性能的主要因素之一。本文采用酸處理、酸處理-二次活化、微量納米金屬氧化物沉積等處理方法對(duì)普通商品活性炭材料表面改性，提高其電化學(xué)性能。由于是表面改性，活性炭的微孔特性基本不變，因此與一般復(fù)合材料有本質(zhì)區(qū)別。主要做了以下幾方面的工作： 首先分別用硝酸、鹽酸、硫酸和氫氟酸表面處理普通商品活性炭，減少炭基材料中的酸溶性雜質(zhì)和改變炭材料的表面化學(xué)性質(zhì)，提高其電化學(xué)性

2、能。然后，再用二次活化法進(jìn)一步處理。用氮?dú)馕絻x、FT-IR、XPS等現(xiàn)代分析儀器表征原炭樣品和改性炭材料。制備炭電極并組裝成三明治型電容器，用恒流充放電、循環(huán)伏安、交流阻抗等電化學(xué)方法測(cè)試了炭基電容器的性能，研究了不同種類的酸以及后續(xù)熱處理對(duì)活性炭電極材料的電化學(xué)性能影響。結(jié)果表明，改性后，活性炭的微孔特性變化甚微，但炭表面化學(xué)性質(zhì)有顯著變化，電容特性明顯提高，從原樣炭的140．6 F/g提高到改性炭的175．2 F/g；實(shí)驗(yàn)電容器的

3、漏電流和等效串聯(lián)電阻僅為0．11 mA和0．38Ω，循環(huán)充放電穩(wěn)定性好。 用Mn（NO3）2溶液浸漬、熱分解的方法表面修飾活性炭，制備氧化錳表面改性炭電極材料，目的是改善炭表面親水性和增加贗電容效應(yīng)，并同時(shí)保留炭原有的優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)金屬氧化物-活性炭混合復(fù)合材料有本質(zhì)區(qū)別。并通過電化學(xué)測(cè)試研究改性前后炭材料的超級(jí)電容器性能。雖然炭表面沉積的納米級(jí)氧化錳量少，但分散性好，充分發(fā)揮了其納米效應(yīng)，具有明顯的贗電容效應(yīng)，與活性炭原有的雙電