铝箔腐蚀工艺与双电层电容器电化学性能的研究

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1、密级编号十-约大．訾CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目学科、专业研究生姓名：导师姓名及专业技术职务：铝箍威蚀曼姜与魏电屠电容器电：瞪学，巨能的研意毓拽聋选东丹何捍卫教授分类号UDC硕士学位论文密级铝箔腐蚀工艺与双电层电容器电化学性能的研究Studiesonelectrochemicalperformanceofaluminumfoiletchingprocessandelectricdoublelayercapacitor作者姓名学科专业学院(系、所)指导教师论文答辩日期21＆：』：≤洪东升材料学粉末冶金研究院何捍卫教授答辩委员会主席婆中南次学如，o年6月原创性

2、声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究丁作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特另,J／Jn以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我州司工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者虢碑髋卫年如么日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位沦文被查阅和借阔：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所

3、将本学位沦文收录到《中国学位论文全文数据库》，j{：通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：描轴新签名斛期：坐年且玉一颐士学位沦文摘要双屯层电容器(ElectricalDoube—LayerCapacitor，EDLC)，又叫超级电容器(supercapacitors)，它以离子吸附的形式来储存电能。双电层电容器具有良好的功率特性、超长的循环使用寿命、快速充放电能力和清洁无污染等优点，而具有，1’泛的应用领域，如作为电源用于相机、笔记本、手机、备用电源及动力汽车等。目前，对于烈电层电容器的研究主要集中于电擞材料的活性炭制各，对铝箔集流体的腐蚀研究尚_[_l不多，本文主要埘铝箔腐蚀对双电层电

4、容器性能影响进行研究。实验通过研究不周的活性炭、粘结剂、导电剂、载炭量及炭浆料的搅拌方式对双电层电容器性能的影响，确定制备双电层电容器的最佳工艺条件，并在此基础上，重点研究电化学腐蚀和化学腐蚀条件不同时，腐蚀的铝箔对双电层电容器电化学性能的影响，从而确定最佳的铝箔腐蚀工艺条件。主要研究内容和结论如下：1)研究炭浆料的搅拌方式对双电层电容器电极分散性的影响。确定最佳的搅拌工艺为：采用真空搅拌、分散砂磨机和高剪切分散乳化机结合搅拌电极浆料，用真空搅拌机将粘结剂搅拌O5h，直至粘结剂混合均匀，加入活性炭和导电炭黑，继续用真空搅拌机搅拌3h，再用分散砂磨机搅拌电极浆料O．5h，然后用高剪切分散乳化机

5、搅拌电极浆料05h，最后真空搅拌电极浆料lh。2)研究活性物质、粘结剂、导电剂、载炭量对双电层电容器电化学性能的影响。确定晟佳的工艺条件为：外比表面积为212．05m2／g，。陌L孑L容为0183cm3／g的活性炭、质量百分比分别为08％的CMC和7％的PTFE作为粘结剂、导电炭黑作为电极材料最为合适，涂布厚度为100um。3)研究电化学腐蚀过程中，腐蚀的电流密度、腐蚀温度、腐蚀时间和腐蚀液中CI／S042-摩尔浓度比对铝箔腐蚀的电化学性能影响。确定电化学腐蚀的最佳：[艺为：腐蚀电流密度为75mA／cm2，腐蚀温度为75。C，腐蚀时间为60s，CI／S04。摩尔浓度比3：1，以此：[艺腐蚀得

6、到的铝箔为集流体，EDLC的比电容为1555F／g，等效串联电阻为1lQ，能量密度为753W·h／奴，功率密度为16．57kW／kg，循环性能稳定。4)研究化学腐蚀过程-

7、；I，腐蚀时间、腐蚀温度和cl／so

8、2‘摩尔浓度比对铝箔腐蚀的电化学性能影响。确定最佳的化学腐蚀工艺：腐硕士学位论文蚀时间为100s、腐蚀温度为80。C、CI／SO·42．摩尔浓度比为3：1，以此工艺腐蚀得到的铝箔为集流体，EDLC的比电容为1683F／g，等效串联电阻为0．9Q，能量密度为816W·h／kg，功率密度为2025kW／kg，循环陡能稳定。关键词：双层电电容器，腐蚀，比1b容，等效串联电阻硕十学位论文ABS

9、TRACTElectricaIdouble-layercapacitors(EDLC)，alsocalledsupercapacitors，useionadsorptionforstoringenergyIthasgoodpowercharacteristics，longcyclelife，fastchargeanddischargecapacity，environmentallyfriendlyadvant