聚合物碳化法制備超級(jí)電容器炭材料及其浸潤性研究.pdf

1、本論文主要包括兩個(gè)部分：依次采用液-液相轉(zhuǎn)化技術(shù)和高溫碳化法制備結(jié)構(gòu)可控的多孔炭電極材料；研究炭材料表面性質(zhì)對(duì)其電化學(xué)過程的影響。并且對(duì)所制備材料的超級(jí)電容性能進(jìn)行了研究，應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域。
　　1．液-液相轉(zhuǎn)化技術(shù)和高溫?zé)岱纸夥ㄖ苽涠嗫滋侩姌O材料。該方法主要是通過液-液相轉(zhuǎn)化方法制備多孔聚合物支架，并借助于高溫碳化過程中聚合物分子反應(yīng)以及產(chǎn)生大量體積收縮使得聚合物內(nèi)表面產(chǎn)生豐富的多孔結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)研究了聚合物(PAN)和添加劑(PVP

2、)濃度對(duì)炭材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。SEM和BET等手段對(duì)炭材料的形貌和結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，所制備的碳電極材料含有豐富的孔道結(jié)構(gòu)；電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，該材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，最高比容量達(dá)278F/g，2000次循環(huán)后比容量仍然保持在93％。
　　2.采用具有親電解液性聚合物對(duì)碳電極材料進(jìn)行改性。該方法是借助于電化學(xué)誘導(dǎo)引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(SI-eATRP)，將親水性聚合物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)接枝到炭材料表面制備親電解

3、液性電極材料(IPC-PVP)；對(duì)比研究了化學(xué)表面改性和接枝聚合對(duì)炭材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。FTIR和XPS等表征證明親水性能優(yōu)良的PVP接枝在炭電極的表面；通過分散性表征證明親水性聚合物更能有效的改善了炭電極材料在水系電解液的分散性和浸潤性。超級(jí)電容性能測(cè)試表明，IPC-PVP具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。在2 M KOH電解液中測(cè)試，IPC-PVP電極材料的比容量最高可達(dá)到279.0F/g；大功率性能為81.4%；2000次循環(huán)后容量保