以碳基多孔、复合材料为自支撑电极的超级电容器的研究

发布时间：2025-06-26 02:02

　　随着便携设备和汽车自动化设备的发展,很多新兴的可循环、高效的储能设备引起了很多人的关注。超级电容器是一种新型的储能设备,由于其优良的储能能力,高的功率密度、持久的循环使用寿命和快速的充放电能力,以及绿色环保等优良性能,得到了国内外广大学者关注和研究。按照超级电容器电极的储能原理,将其分为两种,一种是以双电层储能形式为主的双电层电容器和以充放电过程中,电极材料表面发生氧化还原反应为主的赝电容电容器,也叫做法拉第电容器。其中电极的选择是一个非常重要的研究课题。本篇文章主要从两种原理出发,分别制备了碳基多孔材料电极和碳基复合材料电极,使双电层电容和赝电容相互补充,从而提高了超级电容器电极的电化学性质。首先,本论文选取的碳电极的前驱体是一种从褐藻中提取出的生物质多糖——海藻酸钠,由于其环保、廉价、无毒的特性,已经被食品、医疗等各个领域广泛应用。在制备电极的过程中,采用一部模板法,利用其自身与硫酸钙交联成为蛋壳结构的特性,制备出具有自支撑骨架的海藻酸钠气凝胶,经过高温碳化后结构稳定,而作为交联剂的钙离子和附近的碳原子及氧原子结合生成碳酸钙颗粒,并被包覆在碳材料内部。经过酸洗除去碳酸钙颗粒后得到多孔...

【文章页数】：45 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 超级电容器的概述
        1.2.1 超级电容器的构成
        1.2.2 超级电容器的分类和原理
    1.3 超级电容器的电极材料的研究
        1.3.1 碳材料电极的研究
        1.3.2 碳基复合材料电极的研究
    1.4 超级电容器目前研究热点和存在的问题
        1.4.1 双电层电容器的研究热点和存在问题
        1.4.2 法拉第电容器的研究热点和存在问题
    1.5 本论文的研究内容及主要工作
2 采用生物质前驱体制备多孔自支撑超级电容器掺氧碳材料电极
    2.1 前言
    2.2 实验流程
        2.2.1 实验药品与仪器
        2.2.2 实验的主要设备
        2.2.3 制备海藻酸钠气凝胶
        2.2.4 碳化海藻酸钠气凝胶
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 高比表面积多孔电极形貌
        2.3.2 温度对电极材料碳化程度和掺氧量和的影响
        2.3.3 掺氧多孔电极的电化学测试
    2.4 小结
3.聚苯胺@MnOOH复合纳米碳材料的电极研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验设备
        3.2.3 巴基纸的制备
        3.2.4 γ-MnOOH@巴基纸的制备。
        3.2.5 制备聚苯胺@γ-MnOOH-巴基纸和聚苯胺-巴基纸薄膜电极
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌和组分的研究
        3.3.2 PMBP电极的电化学特性
    3.4 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：4052973