酚醛樹脂基活性炭用作雙電層電容器電極材料的研究.pdf

1、雙電層電容器是一種新型的電化學(xué)能量存儲(chǔ)裝置，具有高功率密度、高能量密度、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)，在眾多的研究領(lǐng)域獲得了較為廣泛的應(yīng)用。電極材料是決定雙電層電容器性能的主要因素之一。在眾多的電極材料當(dāng)中，多孔炭材料以其成本低、比表面積大、導(dǎo)電性好、惰性化學(xué)表面等優(yōu)點(diǎn)，成為人們研究的焦點(diǎn)。 本論文首先研究了NaOH化學(xué)活化法制備雙電層電容器用高比表面積活性炭的可能性，系統(tǒng)研究了活化溫度對(duì)酚醛樹脂基活性炭結(jié)構(gòu)和電容性能的影響。在低堿

2、炭比2：1的條件下能夠制備出比表面積達(dá)1864m2/g、孔徑集中在0.5～2nm的酚醛樹脂基活性炭，用其組裝的水系雙電層電容器具有高的容量和良好的循環(huán)性能。循環(huán)伏安測(cè)試表明，不同活化溫度下制備的活性炭材料均呈現(xiàn)良好的電化學(xué)電勢(shì)窗口。 本論文采用水蒸氣在900℃活化熱固性酚醛樹脂制備出高比表面積雙電層電容器用活性炭，通過延長(zhǎng)活化時(shí)間，提高了活性炭的比表面積，孔徑分布得到改善，中孔率增加，PFR5H的比表面積和中孔率分別達(dá)到1819

3、m2/g和12.6％，其質(zhì)量比電容從50mA/g時(shí)的106.5F/g衰減到1000mA/g時(shí)的99.7F/g，僅衰減了6.4％，表現(xiàn)出了良好的電容特性和倍率特性。通過改變反應(yīng)時(shí)間，改善了活性炭材料的表面狀況，使電解液與材料之間的浸入進(jìn)入性能得以提高，有效的降低了EDLC的內(nèi)阻，滿足了高功率密度要求。 本論文最后以CO2為活化劑，在900℃活化分散良好的酚醛樹脂與乙酸鎳的混合物，制備出了炭-金屬鎳雙電層電容器用復(fù)合電極材料。恒流充