新型碳質(zhì)納米結(jié)構(gòu)材料的電化學(xué)儲能行為.pdf

1、超級電容器是非常有前景的功率型電源器件，其研發(fā)核心為電極材料，特別是碳質(zhì)電極材料，包括儲能機(jī)制研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料合成和性能提升。目前國內(nèi)外針對炭電極材料儲電機(jī)理的研究雖然很多，但沒有統(tǒng)一的令人信服的儲電機(jī)理理論。本論文采用熱處理的表面化學(xué)方法對兩種新型極端結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)納米結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行改性，深入研究了熱處理改性前后各樣品的孔隙結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的變化，分析探討了這兩種材料的儲電機(jī)理。
　　 對以Y型沸石分子篩為模板制備的規(guī)則微孔炭進(jìn)

2、行一系列結(jié)構(gòu)表征分析，推斷出這種新型碳質(zhì)納米結(jié)構(gòu)材料是由單層石墨片層在Y型沸石分子篩的納米孔道中沉積卷曲而成，具有單一微孔孔徑和周期性規(guī)則的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其巨大的比表面積完全是由其微孔貢獻(xiàn)的。因此，它是一種完全內(nèi)表面炭。熱處理改性對這種炭材料的比表面積、孔隙結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能均產(chǎn)生了明顯的影響。隨著熱處理溫度的升高，樣品的比表面積和總孔容不斷減少，而平均孔徑卻呈增大趨勢；樣品的雙電層特征得到明顯改善，IR壓降顯著下降，而電容量也隨溫度的升

3、高呈現(xiàn)出先增大后下降的規(guī)律。其中，700℃的熱處理溫度具有最好的改善作用，其循環(huán)伏安曲線接近理想的對稱矩形，電容量達(dá)到最大，IR壓降最小，這說明可利用的電勢窗口也達(dá)最大。
　　 以本課題組利用改進(jìn)的Hummer法制備的氧化石墨為原料進(jìn)行低溫?zé)崤蛎洠χ苽涞臉悠愤M(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，分析得出樣品是多層石墨烯材料，具有雜亂無章堆積而成的片層結(jié)構(gòu)，其片層的相互搭接構(gòu)成了呈狹長裂口型的大孔。這種多層石墨烯材料是一種完全外表面炭。熱處理對樣品的