氧官能团对活性炭超级电容器电容性能的影响

摘要

活性炭作为一种电极材料广泛应用于商业超级电容器中.炭材料表面的氧官能团是影响超级电容器电容性能的重要因素之一.通过(NH4) 2S2O8温和的氧化过程在活性炭上引入氧官能团,并在不同温度下热处理样品来进一步除去氧官能团,同时又保留了活性炭原始的孔结构.结果 表明,在水系电解液中,含氧官能团,特别是羧基和羰基,不仅加强了电解液在电极中的扩散,而且通过引入赝电容来提高电容.在300℃惰性气氛热处理后可以增加电极材料的电容和倍率性能.然而,不适量的氧官能团会堵塞活性炭的孔,导致其电化学性能差.在有机电解液中,含氧官能团会降低电极材料的电容,但在700℃惰性气氛热处理后可以有效提升材料的电容.研究结果揭示了氧官能团与电化学性能之间的关系,对于设计实际应用中的高性能超级电容器至关重要.