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基于纳米碳管的超级电容器

杨晓芳  
【摘要】: 超级电容器是一种相对新型的电容器,它的出现使得电容器的上限容量骤然跃升了3~4个数量级,达到了法拉(F)量级。随着它在移动通讯、信息技术、航空航天和国防科技等领域的不断应用,超级电容器越来越受到人们的关注,各国纷纷制定出发展计划,将其列为国家重点的战略研究对象。超级电容器的研究重点主要集中在电极材料的研究上。 纳米碳管导电性好、比表面积大、微孔集中在一定范围内,从理论上讲是制作超级电容器的理想材料。通过充分利用其较大的比表面积和适宜的孔径,可望得到大容量、高功率的超级电容器,与过渡金属氧化物复合更能提高其综合性能。 本文采用纳米碳管作为超级电容器电极材料,得到比电容量为110F/g的超级电容器结构单元,讨论了粘结剂、电解液等多种影响因素,并与乙炔黑电极和鱼骨状碳纤维电极进行了对比;制备了纳米碳管与氧化钌复合材料,得到比电容量为270F/g的超级电容器结构单元;本文还首次将纳米碳管与大洋锰矿复合用作超级电容器电极材料,取得了初步成果,为天然矿物的开发利用开辟了一个新的发展方向。


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