基于纳米碳管的超级电容器

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1、浙江大学硕士学位论文基于纳米碳管的超级电容器姓名：杨晓芳申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：张孝彬20040201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

2、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：制各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。关键词：纳米碳管超级电容器氧化钌大洋锰矿*％^掌硪±掌∞论iAbsb'actA

3、bstractSupercapacitorsarecomparativelynewcapacitorsTheupperlimitcapacitancehasbeenraisedbythreeorfourordersandcanreachuptOFaradayscaleduetotheappearanceofsupercapacitors．Theyhavedrawnmoreandmoreattentionsbecauseoftheirincreasingapplicationintheareasofmobilecommunication，in

4、formationtechnology，spaceaircraftsandnationaldefence．Manycountrieshavemadetheresearchplanofsupercapacitorsasartimportantresearchobject．Theresearchworkofsupercapacitormainlyfocusesontheelectrodematerial．Thecarbonnanotubes(CNTs)areattractivematerialsforelectrodesofsupercapac

5、itorsduetotheirsuperbcharacteristics：chemicalstability，lowmassdensity；lowresistivity，andlargespecificsurfacearea．Acompositeelectrodematerialcomprisingcarbonnanotubeandtransitionmetaloxidemaymeetboththepowerandtheenergyrequirements．Thepropertiesofsupercapacitorutilizingcarb

6、onnanotubeaselectrodematerialarestudied．When38wt％H2S04isusedastheelectrolyte，aspecificcapacitanceof10F／gisobtained，Thecomplexinfluencefactorsincludingbinderandelectrolytearediscussedinthepaper．Thecomparisonofcarbonnanomheandactivecarbonandgraphitenanofibersusedaselectrodem

7、aterialisalsopresented．Acompositeelectrodematerialcomprisingcarbonnanotubesandrutheniumoxideisobtainedandthecapacitanceofsupercapacitorreaches270F／g．Thecarbonnanotubeandthenaturalmanganeseoxidecompoundedforthefirsttimeandtheinitialresultswereachieved．Itshowedanewwayfortheu

8、tilizationofnaturalmineral．Keyword：carbonnanotubesupcrcapacitorrutheniumoxidenaturalmanga