炭气凝胶的制备及在超级电容器中的应用

摘要

采用常压干燥法以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料制备RF炭气凝胶,用SEM、 XRD等对其进行表征,考察了制备条件与RF气凝胶密度的关系。并采用适量苯酚(P)代替间苯二酚合成PRF炭气凝胶。将RF炭气凝胶与氢氧化镍复合得到的炭气凝胶复合材料作为正极,分别采用RF炭气凝胶、PRF炭气凝胶以及活性炭材料作负极,用恒流充放电、循环伏安等方法系统地考察了电极材料的电化学性能。结果表明,常压干燥法制备的炭气凝胶呈现珍珠串式的网络结构,属于典型的无定形碳。RF气凝胶的密度随反应物浓度和催化剂含量的增加而增加。在恒流充放电和循环伏安测试中电极材料都表现出了良好的电容特性。RF炭气凝胶作负极的比容量和比能量明显高于活性炭作负极的电容器,工作电压可以提高至1.6V。在30mA的测试电流下,PRF炭气凝胶比容量可达243F/g,比能量达86.4Wh/k9,略高于RF炭气凝胶。