论文摘要
超级电容器是性能介于电池与传统电容器之间的一种新型储能装置,具有比功率高、循环性能好、可快速充放电等优点,在电动汽车、UPS、航空航天、军事等领域有广阔的应用前景。电极材料是影响超级电容器性能的主要因素。本论文以PVDC和酚醛树脂为原料、采用水蒸气活化制备高比表面积活性炭材料,并研究了其电化学电容性能。采用N2吸附法对活性炭的比表面和孔结构进行了表征,通过恒流充放电法、循环伏安法、交流阻抗等手段研究了其在无机电解液6mol.L-1KOH和有机电解液1mol.L-1Et4NBF4/PC中的电化学性能。在880℃下活化1h制备的PVDC基活性炭的比表面积达2290m2.g-1,中孔率39.5%,其在无机电解液中的比电容为177F/g,具有良好的功率性能。在800℃水蒸气活化1h制备的活性炭,其在有机电解液中比电容可达122F/g。酚醛基活性炭的最佳制备条件为:炭化温度900℃,炭化时间1h,活化温度850℃,活化时间1h。在此条件下制备的炭电极材料在无机和有机电解液中的比电容分别为162F/g和107F/g,2A/g电流密度下其比电容还分别保持有78.4%和53.3%,具有良好的大电流倍率性能。探讨了采用催化活化制备的一系列多孔炭材料的电容性能。结果表明,以1%乙酰丙酮锆为催化剂,在850℃活化1h下制备得多孔炭在无机和有机电解液体系中的比电容分别为160F/g和103F/g。
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致谢中文摘要ABSTRACT1 引言1.1 超级电容器概述1.1.1 发展历史1.1.2 原理及分类1.1.3 性能特点与应用1.2 超级电容器炭电极材料的研究进展1.3 活性炭的原料与制备方法1.4 本论文的研究内容和思路2 实验方法及仪器设备2.1 活性炭的制备2.2 活性炭的结构表征2.3 活性炭的电化学性能评价2.3.1 模拟电容器的装配2.3.2 恒流充放电2.3.3 循环伏安2.3.4 交流阻抗3 水蒸气活化 PVDC制备超级电容器用炭电极材料3.1 水蒸气活化 PVDC炭材料的制备及表征3.2 水蒸气活化 PVDC基活性炭在无机电解液体系中的电容性能3.2.1 充放电性能3.2.2 循环伏安3.2.3 大电流性能3.3 水蒸气活化PVDC基活性炭在有机电解液体系中的电容性能3.3.1 电容特性3.3.2 交流阻抗3.3.3 大电流性能3.4 本章小结4 水蒸气活化酚醛树脂基电容炭的制备与性能研究4.1 水蒸气活化酚醛树脂基炭材料的制备及结构表征4.1.1 活化酚醛树脂基炭材料的制备与表征方法4.1.2 炭化温度的影响4.1.3 活化时间的影响4.1.4 活化温度的影响4.1.5 三个影响因素的比较4.2 水蒸气活化酚醛基活性炭在无机电解液体系中的电容性能4.2.1 充放电性能4.2.2 循环伏安4.2.3 大电流性能4.3 水蒸气活化酚醛基活性炭在有机电解液体系中的电容性能4.3.1 充放电曲线4.3.2 循环伏安4.3.3 交流阻抗4.3.4 大电流性能4.4 本章小结5 催化活化制备多孔炭的电化学性能研究5.1 催化活化多孔炭的制备-1KOH电解液中的电容性能'>5.2 多孔炭在6mol.L-1KOH电解液中的电容性能5.2.1 比电容5.2.2 循环伏安5.2.3 大电流性能-1Et4NBF4/PC电解液中的电容性能'>5.3 多孔炭在1mol.L-1Et4NBF4/PC电解液中的电容性能5.3.1 电容特性5.3.2 循环伏安5.3.3 大电流性能5.4 本章小结6 结论参考文献作者简历学位论文数据集
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