收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

电化学电容器用炭材料的制备及其性能研究

曹国飞  
【摘要】:作为一种新型储能装置,电化学电容器具有能量密度高、功率密度高、充放电速度快、寿命长、免维护、环境友好等特点,因而广泛应用于各领域。依据储能机理不同,它可分为法拉第赝电容器和双电层电容器。电极材料是决定电化学电容器性能的关键因素。目前主要分为金属氧化物、碳材料和导电聚合物三类。本论文采用多种方法制备了各种炭材料并研究了其电化学电容性能。具体研究内容如下: (1)在高温氮气氛下以ZnCl2为致孔剂,以藕为碳源,通过化学活化制备了活性炭,并就其电化学电容性能进行了研究。利用ASAP2020比表面分析仪就藕基活性炭的比表面积和孔结构等物理性质进行了表征,其形貌采用扫描电子显微镜进行表征,其在6 mol·L-1 KOH水溶液中的电容性能采用循环伏安法和计时电位法进行研究。结果表明:其在6 mol·L-1 KOH水溶液中表现出良好的矩形曲线,在-1.0V到0.0V电位区间以0.2A·g-1放电时得到的质量比电容高达210F·g-1。此外,藕活性碳电极材料表现出优异的功率特性和长周期寿命稳定性。 (2)以KOH和ZnCl2为致孔剂,通过简单的高温分解方法成功制备了以豌豆荚为碳源的活性炭。利用ASAP2020比表面分析仪分析了活性炭的比表面积和孔结构等物理性质,其在6 mol·L-1 KOH水溶液中的电容性能采用循环伏安法和计时电位法进行研究。结果表明:与没有处理过的豌豆荚基活性炭相比,经过KOH活化处理的活性炭的比表面积增大1323倍达到了2237 m2·g?1,经过ZnCl2活化处理后比表面积增大367倍达到了621 m2·g?1。此外,经过KOH活化处理的豌豆荚基活性炭中中孔结构比例较高,在6 mol·L-1 KOH水溶液中2mV·s-1时比电容高达297.5F·g-1,在5 A·g-1的高电流密度下经过500个充放电循环后,电容保持率高达91.4%,表现出良好的电容性能。 (3)以简单的模板法成功制备了多巴胺基空心掺氮炭球并研究了其电化学电容性能。利用ASAP2020比表面分析仪分析了空心掺氮炭球的比表面积和孔结构等物理性质,其形貌和结构分别采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行了表征,并采用元素分析仪测定掺氮空心炭球的氮含量,其在1 mol·L-1 H2SO4溶液中的电容性能则采用循环伏安法和计时电位法进行研究。结果表明:掺氮空心炭球比表面积高达767 m2·g-1;在1 mol·L-1 H2SO4溶液中0.5 A·g-1的电流密度下质量比电容473F·g-1;在30 A·g-1的高电流密度下经过3000次充放电循环后,电容值基本未变,表现出良好的电容性能和长周期寿命稳定性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈宏,陈劲松,周海晖,焦树强,陈金华,旷亚非;纳米纤维聚苯胺在电化学电容器中的应用[J];物理化学学报;2004年06期
2 丛文博;贺晓书;;PANI/MWCNT电极在硫酸锂溶液中电容性能[J];电化学;2009年03期
3 冉奋;王翎任;范雄峰;孔令斌;罗永春;康龙;;二次颗粒结构聚苯胺的制备及其超级电容性能[J];现代化工;2009年09期
4 张爱勤;张林森;王力臻;申法宝;;盐酸掺杂聚苯胺的电容性能研究[J];化工新型材料;2009年07期
5 原长洲;张校刚;高博;;碱性全固态纳米晶NiO电容器的电化学电容特性[J];应用化学;2006年12期
6 余丹梅;杨祖洪;赵家雄;陈昌国;;碳纳米管用作电极材料的研究进展[J];电池;2008年01期
7 程杰;曹高萍;杨裕生;;活性炭/钴氧化物干凝胶电化学电容器性能[J];高等学校化学学报;2007年11期
8 胡耀强;詹亮;杨俊和;张睿;梁晓怿;凌立成;;不对称电化学电容器的大电流充放电性能[J];华东理工大学学报(自然科学版);2007年05期
9 原长洲;张校刚;高博;;多孔Co(OH)_2的制备及其超电容特性[J];应用化学;2006年04期
10 米红宇;张校刚;吴全富;;聚合温度对乙酸掺杂聚苯胺电化学电容行为的影响[J];高分子材料科学与工程;2007年04期
11 白锋;王树林;苏丹;丁浩冉;;超级电容器MnO_2/活性炭复合电极的研究[J];中国粉体技术;2007年04期
12 苏岳锋,吴锋,赵淑红,陈实,包丽颖;纳米碳材料改善电化学电容器性能研究[J];功能材料;2004年02期
13 刘亚;高秀丽;邢伟;阎子峰;;新型有序纳米碳管阵列的合成、表征及电化学性能[J];炭素;2005年04期
14 万传云;王利军;沈绍典;朱贤;;合成路径对超级电容器用二氧化锰性质的影响[J];化学学报;2009年14期
15 沈辰飞;郑明波;薛露平;李念武;吕洪岭;张松涛;曹洁明;;石墨烯-氧化钌纳米复合材料的水热法合成及电化学电容性能(英文)[J];无机化学学报;2011年03期
16 郎俊伟;孔令斌;罗永春;康龙;;片状纳米NiO的制备及其电化学电容性能[J];合成化学;2007年S1期
17 张传祥;张睿;邢宝林;成果;谢应波;乔文明;詹亮;梁晓怿;凌立成;;孔结构对煤基活性炭电极材料电化学性能的影响(英文)[J];新型炭材料;2010年02期
18 高博;陈胜尧;傅清宾;原长洲;张校刚;;苯甲酸修饰碳纳米管的制备及其负载Co(OH)_2的电化学电容性能[J];中国有色金属学报;2009年09期
19 刘献明,张校刚;热解温度对MnO_2电容行为的影响[J];无机材料学报;2003年05期
20 文建国;周震涛;;水合氧化钌的电沉积与准电容性[J];稀有金属材料与工程;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 文越华;曹高萍;程杰;杨裕生;;电化学电容器的新型炭电极材料-纳米孔玻态炭[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
2 张爱勤;王力臻;张勇;方华;;对甲苯磺酸掺杂聚苯胺的电化学电容性能[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
3 胡军;梁逵;李兵红;庄凯;;活性炭/氢氧化镍复合电化学电容器的研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
4 沈裕军;沈湘黔;邓春明;翟海军;景茂祥;;电化学电容器电极材料的发展趋势[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
5 文建国;周震涛;陈军;;电化学电容器电极材料的研究进展[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
6 刘洪涛;李志英;何平;李景虹;朱果逸;;一种基于离子液体电解质的非对称电化学电容器[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
7 章庆林;袁安保;;碱性MnO_2/活性炭混合电容器的性能[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
8 朱春野;杨裕生;曹高萍;许敏;;微晶炭的制备及其电化学电容器性能研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
9 时志强;郭春雨;韩鹏献;姚国富;吕嘉辉;王成扬;;富氮炭材料用作电化学电容器电极材料[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
10 吴可;仇卫华;曹高萍;周国治;;混合电化学电容器用Li_4Ti_5O_(12)电化学性能研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王虹;金属氧化物电化学电容器电极材料的研究[D];天津大学;2009年
2 黄小文;电化学电容器及锂离子电池正极材料的研究[D];东北师范大学;2002年
3 丛文博;聚苯胺及其复合材料电容性能研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
4 樊桢;电化学电容器电极材料的制备及其电容性能研究[D];湖南大学;2008年
5 时志强;炭基电化学电容器电极材料的制备与电容性能研究[D];天津大学;2007年
6 邓梅根;电化学电容器电极材料研究[D];电子科技大学;2005年
7 梁彦瑜;新型能源材料—电化学电容器与锂离子电池电极材料的研究[D];兰州大学;2006年
8 蒋蓉蓉;纳米结构二氧化锰的制备及其作为电化学电容器电极材料的研究[D];复旦大学;2010年
9 杜嬛;天然植物基多孔炭材料的制备及其电化学性能研究[D];天津大学;2009年
10 赵光宇;硅基底上纳米棒电极的制备及其应用[D];兰州大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏双;炭基电化学电容器电极材料的电容性能及模型计算[D];吉林大学;2011年
2 曹国飞;电化学电容器用炭材料的制备及其性能研究[D];湖南大学;2011年
3 肖雄;电化学电容器用电极材料的制备及其性能研究[D];湖南大学;2010年
4 董英男;脲醛树脂基炭用作电化学电容器电极材料的研究[D];天津大学;2012年
5 邢燕;聚吡咯/杂多酸电化学电容器电极材料的制备与性能研究[D];东北师范大学;2010年
6 廖奕;碳基电化学电容器电极材料的制备及其性能研究[D];湖南大学;2012年
7 潘健;多孔炭材料的合成及在电化学电容器中的应用[D];山东理工大学;2011年
8 李建华;针状焦、活性炭及其复合物作为电化学电容器电极材料的性能研究[D];太原理工大学;2012年
9 耿叶静;电化学电容器用电极材料的制备及其储电性能[D];安徽工业大学;2009年
10 胡艳华;三维Ni(OH)_2、Co(OH)_2电极的制备及其电化学电容性能研究[D];兰州大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘丽伟;森塬活性炭自主研发国内空白产品[N];朝阳日报;2010年
2 黄女瑛/DigiTimes;奇力新、台庆完成电感本体无铅化[N];电子资讯时报;2006年
3 江西 尹石荪;交流净化稳压电源原理与维修[N];电子报;2004年
4 本报记者 张九红;中国钽 冲击世界最高水平[N];中国高新技术产业导报;2002年
5 杨国强;关注五大细节[N];中国计算机报;2004年
6 实习记者 李响;我国应建立稀有矿种储备制度[N];地质勘查导报;2005年
7 余可;浅谈触摸屏应用技术[N];中国劳动保障报;2000年
8 杨树钢 孙立新;超级电容 电梯节能新方向[N];政府采购信息报;2009年
9 倪永华;让“刹车”贡献出电能[N];科技日报;2004年
10 崔燕方;电解电容器阴极电子箔试产成功[N];中国有色金属报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978