探析酚醛泡沫naoh化学活化制备超级电容器用活性炭

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1、天津大学硕士学位论文酚醛泡沫NaOH化学活化制备超级电容器用活性炭姓名：张翠申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王成扬20070601中文摘要电化学电容器是介于蓄电池和传统的静电电容器之间的一种新型的储能元件，它具有比容量高、功率大、寿命长、工作温限宽、电压记忆性好、免维护等特点。电化学电容器的电极体系和电极材料的构筑是今后电化学电容器研究的重点。本论文以研制廉价、高比能量的电化学电容器炭电极材料为目的，开展了以酚醛泡沫为炭前驱体制备高性能多孔活性炭的研究工作，对活性炭电极的制备工艺、结构、电容特性和储能机理进行了深入的研究工

2、作。本论文首次提出以酚醛泡沫边角料为原料，采用NaOH化学活化法制备低成本电极材料，并且组装成水系电容器，通过恒流充／放电、循环伏安特性以及交流阻抗等测试手段对其电化学特性进行了研究，系统考察了活化温度和活化时间对酚醛泡沫基活性炭电极结构及其电容特性的影响。实验结果表明：在活化温度为700℃，活化时间为5h的条件下制各的酚醛泡沫基多孔活性炭比表面积为1750m2／g，孔径集中分布在l-v2nm，并且其在30％的KOH水溶液中放电比电容可高达266．1F儋，同时通过测试研究可以看出以高密度酚醛泡沫边角料为原料制备的活性炭组装而成的电化

3、学电容器具有比较好的电化学性能。采用这样的方法不仅使酚醛泡沫边角料得到合理回收利用，而且能满足电化学电容器各方面的性能要求，因而有非常好的应用前景。关键词：酚醛泡沫；电化学电容器；活性炭；Na0H；化学活化ABSTRACTElectrochemicalcapacitorisanovelstoragedevicebetweenbatteryandtraditionalstaticcapacitor，withtheadvantagesofhighspecificcapacitance，highenergy，longcyclinglife

4、，widerworktemperatures，voltagememoryandfleeservice．Thefocusofthisworkistheelectrodematerialsandthesystemconstructionofelectrochemicalcapacitor．Thispaperwasaddressedonstudyingthecarbonelectrodematerialsforelectrochemicalcapacitorswithlowcost，highspecificenergyandhighpow

5、erdensity．Highperformancecarbonelectrodesforcapacitorswerepreparedusingphenolicfoamasprecursor．Thepreparationtechnology，structure，capacitanceperformanceandthemechanismofenergystorageforcarbonelectrodematerialsweredeeplyinvestigated．Thelowcostcarbonelectrodewaspreparedb

6、yNaOHchemicalactivationofphenolicfoamforthefirsttime，andthenassembledtoaqueouscapacitors．Theeffectofactivationtemperatureandactivationtimeonthestructureandcapacitanceperformanceof也eelectrodematerialsofelcctrochemicalcapacitorswereinvestigatedsystematicallybycharge／disc

7、hargemeasurement，cyclicvoltammetryandelectrochemicalimpedancespectroscopymeasurement．Thephenolicfoambasedmicroporecarbonpreparedunderoptimumconditions(activationtemperature：700"C；activationtime：5h)hadspecificsurfaceareasover1750m2／gandporesizeof1-2衄．Thespecificdischarg

8、ecapacitancewas嬲highaS266．1F／ginthe30wt％KOHaqueoussolution，showingexcellentpowerperformanceandcycleperformance．Thisme