超级电容器概述(重要).pdf

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1、大连理工大学硕士学位论文超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究姓名：农谷珍申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李文翠20090601人连理l：人学硕十学位论文摘要超级电容器是一种新型的储能原件，由于它具有充放电速度快，功率密度高，寿命长，免维护，环境友好等特点，受到国内外科学家的广泛关注。其中电极材料的性质和电解液的类型是影响超级电容器性能的关键因素。如何提高电容器的电容值和能量密度是人们研究的重点。本论文分别合成了具有不同空间结构的中孔炭材料和空心炭球，并将其应用于电极材料，期望从不同角度理解电极材料的微结构与超级电容器的电化学行为

2、之间的关系；在此基础上进一步将中孔炭与二氧化锰掺杂构造锰炭复合电极材料，以期通过赝电容效应提高超级电容器的比电容值。论文首先以有序中孔硅为模板，糠醇为炭源，采用模板法制备了具有不同有序结构的中孔炭材料。从XRD、TEM和氮气物理吸附分析结果发现所得到的炭材料具有规则的孔道结构，比表面积高，孔径分布可控。电化学性能测试结果表明孔的空间构型对材料的电化学行为有一定的影响。材料的中孔孔道结构越丌放，孔道越直，越有利于电解液离子接近电极材料的微孔表面，从而提高微孔比表面积的利用率，提高电极材料的比电容值。为探讨不同形貌炭材料对超级电容器电极材料的影响

3、，论文以二羟基苯甲酸和甲醛为原料，在醇溶剂中通过自组装法一步合成聚合物球，并在惰性气氛一F炭化得到颗粒尺寸不同，高比表面积的微纳米级炭球。将聚合物球与Fe“溶液进行离子交换，在惰性气氛下炭化可得到具有石墨化结构的炭球。经电化学测试发现炭球具有的微孔率越高，比表面积越大，材料的电化学性能越好。为构造锰炭复合电极材料，以KMn04与Mn(AC)2"4H20为原料，采用液相沉淀法合成a．Mn02材料。考察了其在不同电解液中的电化学性能，发现Mn02电极在0．5MNa2S04溶液中表现出良好的电化学性能，其比容量为145F．91。为提高所制备a．Mn

4、02的比表面积和电导率，将适量具有规则结构的介孔炭(OMC)添加到a．Mn02中，制备得到Mn02／OMC复合阳极材料。研究了掺炭量对锰／炭复合电极材料电化学性能的影响，电化学测试结果表明当掺炭量为20％的锰／炭复合物阳极材料的比电容值高达182F-g-1，且具有良好的电化学稳定性。关键词：超级电容器；中孔炭材料；炭球；二氧化锰SynthesisandElectrochemicalPerformancesofElectrodeMaterialsforSupercapacitorAbstractSupercapacitorlSanewenerg

5、ystoragedevice．Becauseofitsrapidcharge．dischargeenergystorage，highpowerdensity,maintenancefree，longcyclelifeandfriendlytotheenvironment，supercapacitorhasfocusscientistsinterestallovertheworld．Themostimportantfactorswhichinfluenceonthecapacitorperformancesareelectrodemateria

6、lsandelectrolytesolution．Howtoimprovethecapacitancevalueandpowerdensityisthepointofresearch．Inordertoinvestigatetherelationbetweenmicrostructureofthematerialandthecapacitorbehavior,mesoporouscarbonandcarbonsphereswereprepared．Baseonthestudyabove，orderedmesoporouscarbon(OMC)

7、isaddedintoMn02materialtOformMn02／OMCcomposite，afterthatthecapacitancevaluewillbeincreasedbecauseofthepseud．capacitoreffect．Firstly,mesoporoussilicaswereselectedastemplates，furfurylalcoholascarbonprecursor．Mesoporouscarbonswithdifferentporestructureweresynthesizedviananocas

8、tingpathway．nemesostructuresofMCswereanalyzedbyX．raydiffraction．Transmissionelectr