水相常压干燥炭气凝胶在超级电容器中的应用研究

摘要

本文采用的烧结法中由于电极所有成分都是导电性良好的炭，因此能很好地降低电极的内阻。所得电极具有较高的比电容和比功率，对扫描速率的依赖性也有所降低。表明电极的比电容和炭气凝胶的比表面积关系不太明显，对炭气凝胶来说60％左右表面积的时间常数小于0.5秒，说明炭气凝胶的中孔结构使得电解液离子具有较快的传输速度，这对制备高比功率的超级电容器十分有利。 本文说明空气活化可以改善炭气凝胶和电解液的亲和性；HNO3活化具有简单方便、生产成本低等优点，从而使比电容提高。表明了水相常压干燥炭气凝胶是一种性能优异，具有良好应用前景的超级电容器电极材料。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1超级电容器的简介

1.1.1超级电容器的原理

1.1.2超级电容器或电极的测试方法

1.1.3超级电容器的分类

1.1.4超级电容器的应用

1.2超级电容器电极材料的概述

1.2.1多孔炭材料

1.2.2金属氧化物

1.2.3导电高分子

1.3超级电容器制备的工艺

1.3.1电极制造方法

1.3.2集流体的选择

1.3.3电解液的影响

1.3.4隔膜的选择

1.4以炭气凝胶为电极材料的超级电容器

1.4.1以炭气凝胶为电极材料的超级电容器的研究进展

1.4.2影响炭气凝胶电极性能的因素

1.4.3以炭气凝胶为电极材料的超级电容器发展前景

1.5本论文的目的、意义和设计思路

1.5.1本论文的目的和意义

1.5.2本论文的设计思路

参考文献

第二章实验部分

2.1实验原材料

2.2炭气凝胶的制备及其活化

2.2.1有机气凝胶的合成

2.2.2有机气凝胶的炭化

2.2.3炭气凝胶的活化

2.3炭气凝胶电极的制备

2.3.1拉浆涂膜法

2.3.2电解液拉浆法

2.3.3拉浆烧结法

2.4炭气凝胶电极的性能测试

2.4.1恒流充放电

2.4.2循环伏安

2.4.3 EIS

2.5炭气凝胶结构与性质的表征

2.5.1比表面积及孔径参数分析(ASAP)

2.5.2扫描电镜(SEM)

2.6炭电极的结构分析

2.6.1扫描电镜能谱(SEM)

2.6.2热稳定性分析(TG)

参考文献

第三章超级电容器电极的制备工艺

3.1引言

3.2泡沫镍拉浆法(PVDF为粘结剂)

3.2.1泡沫镍拉浆法制备的电极的电性能

3.2.2泡沫镍拉浆法小结

3.3电解液拉浆法(PTFE为粘结剂)

3.3.1电解液拉浆法制备的炭气凝胶电极的电性能

3.3.2工艺条件的影响

3.3.3扫描速率的影响

3.4泡沫镍拉浆—烧结法(电极沥青和甲阶酚醛树脂为粘结剂)

3.4.1泡沫镍拉浆—烧结法制备炭气凝胶电极的电性能

3.4.2工艺件的影响因素

3.4.3扫描速率的影响

3.5三种方法的比较

参考文献

第四章炭气凝胶结构与电性能的关系

4.1引言

4.2炭气凝胶的结构对电极性能的关系

4.2.1表面积对电极比电容的影响

4.2.2孔结构对电极性能的影响

4.3炭气凝胶制备方法对电极性能的影响

4.3.1反应物总浓度的影响

4.3.2 RC比的影响

4.3.3凝胶化温度的影响

4.4表面改性对炭气凝胶电极性能的影响

4.4.1CO2活化

4.4.2热空气处理

4.4.3HNO3活化

4.4.4H3OP4活化

4.4.5KOH活化

4.4.6ZnCl2活化

参考文献

第五章结论

附录：攻读硕士学位期间发表的研究论文

致谢

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