探析酚醛树脂基活性炭用作双电层电容器电极材料的研究

《探析酚醛树脂基活性炭用作双电层电容器电极材料的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、天津大学硕士学位论文酚醛树脂基活性炭用作双电层电容器电极材料的研究姓名：韩鹏献申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王成扬20070601摘要双电层电容器是一种新型的电化学能量存储装置，具有高功率密度、高能量密度、循环寿命长、无污染等优点，在众多的研究领域获得了较为广泛的应用。电极材料是决定双电层电容器性能的主要因素之一。在众多的电极材料当中，多孔炭材料以其成本低、比表面积大、导电性好、惰性化学表面等优点，成为人们研究的焦点。本论文首先研究了NaOH化学活化法制备双电层电容器用高比表面积活性炭的可能性，系统研究了活化温度对酚醛树脂基活性炭结构和电容性能的影响。在低碱炭比2：1的条件下

2、能够制备出比表面积达1864m2儋、孔径集中在0．5"-一2nm的酚醛树脂基活性炭，用其组装的水系双电层电容器具有高的容量和良好的循环性能。循环伏安测试表明，不同活化温度下制备的活性炭材料均呈现良好的电化学电势窗口。本论文采用水蒸气在900℃活化热固性酚醛树脂制备出高比表面积双电层电容器用活性炭，通过延长活化时间，提高了活性炭的比表面积，孔径分布得到改善，中孔率增加，PFR5H的比表面积和中孔率分别达到1819m2／g乘]12．6％，其质量比电容从50mA／g时的106．5F／g衰减到1000mA／g时的99．7F／g，仅衰减了6．4％，表现出了良好的电容特性和倍率特性。通过改变反应时间

3、，改善了活性炭材料的表面状况，使电解液与材料之间的浸入进入性能得以提高，有效的降低了EDLC的内阻，满足了高功率密度要求。本论文最后以C02为活化剂，在900℃活化分散良好的酚醛树脂与乙酸镍的混合物，制备出了炭一金属镍双电层电容器用复合电极材料。恒流充放电测试表明，在50mA／gl拘电流密度下，炭一金属镍电极的比电容高达162．8F／g，比相同条件下制备的纯活性炭电极的129．6F／g提高了20．4％。X．射线衍射测试结果表明，金属态镍良好的分散在复合电极材料中，金属镍的存在一方面可以起到催化活化扩孔的作用；另一方面金属镍的加入增加了材料的导电性，有利于电荷的快速传递。关键词：酚醛树脂活

4、性炭双电层电容器电极材料ABSTRACTAnelectricdoublelayercapacitor(EDLC)isallelectrochemicalenergystoragedevicewithhighpowerdensity,highenergydensity,longcyclinglifeandenvironmentfriendly,whichcouldbeusedinapplicationssuchasmemoryback-叩devicesorelectricvehicle，andSOon．TheEDLC’Sperformancehighlydependsontheelectr

5、odesmaterials．Amongthevariousofelectrodematerials，activatedcarbonmaterialshavesignificantadvantagesforpreparingtheelectrodes，duetotheirlowcost，highsurfaceareaandperfectchemicalstability．TheyhavebeenreceivedgreatattentionaselectrodematerialsinthefabricationofEDLC．Inthispaper,thehighspecificsurface

6、areaactivatedcarbonfordoublelayercapacitorswaspreparedbyNaOHactivation．Theeffectofactivationtemperatureonthestructureandcapacitanceperformanceofphenolicresincarbonwasinvestigatedsystematically．Thephenolicresinbasedmicroporecarbonpreparedunderthealkaline／carbon=2：1hadthespecificsurfaceareaof1864m2

7、儋andtheporesizeof0．5"---2nm．TheEDLCinthe30wt％KOHaqueoussolutionshowedhighspecificcapacitace．Thecyclicvatammetrywasindicatedthatactivatedcarbonpreparedbydifferentactivatedtemperatureelectrodesexhibitedexcellentcycleperf