有機鹽衍生多孔炭的制備及其電化學性能研究.pdf

1、超級電容器是介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的一種新型儲能裝置。針對現(xiàn)階段制約超級電容器能量密度提高的關鍵問題，人們主要集中在電極材料和電解液的研究。多孔炭材料因具有高比表面積、發(fā)達的孔隙結構、相對良好的導電性能和較低的成本而廣泛用于超級電容器電極材料。因此，如何制備具有性能優(yōu)異的炭電極材料及摻雜多孔炭材料已成為當前的研究重點。另外，將具有電化學活性的物質摻雜到電解液中，可在電極/電解液表面引起氧化還原反應而增加贗電容，從而提高超級電容器的

2、能量密度。本文選用廉價的碳前驅體、簡單易行的直接炭化法制備多孔炭材料及氮摻雜多孔炭材料，并對其微觀結構與電化學性能之間的關系進行詳細的考察；初步考察了電化學活性物質對其電容性能的影響。本文主要包括以下兩個方面：
　?。?）有機鹽衍生氮摻雜多孔炭材料的制備及其電化學性能考察：以味精為含氮碳源，采用直接炭化法制備了高含氮（5.08％）的有機鹽衍生摻氮多孔炭材料。在炭化溫度為800℃、炭化時間為2 h下得到的有機鹽衍生氮摻雜多孔炭具有較

3、高的比表面（1873 m2/g）和孔體積（1.10 cm3/g）。該有機鹽衍生摻氮多孔炭材料在KOH電解液中，具有較高的比電容（205 F/g）和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　?。?）有機鹽衍生多孔炭材料的制備及其電化學性能考察：以硬脂酸鹽為碳前驅體，采用直接炭化法制備了不同微觀結構的多孔炭材料。采用不同表征技術對有機鹽衍生多孔炭材料的微觀性能進行表征研究，表明其具有良好的比表面積（硬脂酸鉀衍生多孔炭達到576.4 m2/g）和發(fā)達的孔隙

4、結構（硬脂酸鉀衍生多孔炭達到0.26 cm3/g）。以6 MKOH溶液為電解液對其電化學性能進行研究表明，有機鹽衍生多孔炭材料具有理想的比電容（硬脂酸鉀衍生多孔炭達到208 F/g）、較小的阻抗特性和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　?。?）KI-KOH電解質溶液的電化學性能考察：將具有電化學活性的物質KI摻雜到KOH溶液中制備混合型電解液。通過KI濃度對電解液電化學性能的影響考察發(fā)現(xiàn)，硬脂酸鉀衍生多孔炭材料在3.5 MKI+1 MKOH電解