多孔炭超級電容器電極材料的制備及倍率性能研究.pdf

1、超級電容器是人們廣泛關注的一種新型的儲能器件，具有功率密度高、循環(huán)壽命長等特點。多孔炭是目前廣為使用的一種超級電容器電極材料，其微觀形貌、比表面積、孔隙結構、導電性以及表面化學性質等均對電化學性能有著重要的影響。目前多孔炭電極材料除了能量密度較低之外，還因其結構特點存在倍率性能較差的缺點，進而限制了材料的高功率特性。本文旨在通過改善或者優(yōu)化材料的孔隙結構、導電性和微觀形貌，制備具有高倍率性能的多孔炭電極材料。
　　以非離子表面活性

2、劑P123為軟模板，果糖為碳源，磷酸為磷源，耦合水熱及熱處理技術制備了具備多級孔結構的磷修飾碳納米管/碳復合材料。適量的碳納米管有利于增加復合材料的介孔和大孔孔容，并提高復合材料的導電性。與不含碳納米管的材料相比，復合材料在10Ag-1的電流密度下電容保持率從6％提高到了78％。含磷官能團可使復合材料的操作電壓提高至1.2 V，并在該電壓下保持優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　以氧化石墨烯(GO)輔助氨基葡萄糖水熱反應制備了高氮含量（10w

3、t.％）的石墨烯/水熱碳復合材料;GO可誘導氨基葡萄糖的水熱中間物在其表面聚集而傾向形成片狀結構。適量的石墨烯有利于水熱碳復合材料的KOH活化過程，使產物具有更高的比表面積、微孔和介孔孔容，導電性也有3個數(shù)量級的顯著提高。與不含石墨烯的材料相比，復合材料具有更高的比電容值(300 F g-1)以及更好的倍率性能，在8A g-1的電流密度下電容保持率由36％提高到了76％。
　　以多巴胺為碳源，利用其在堿性有氧環(huán)境下的自聚特性，在納

4、米碳酸鈣表面聚合了超薄聚多巴胺層。經熱處理聚多巴胺層可轉變?yōu)槌√紝?，同時納米碳酸鈣分解產生的二氧化碳可原位活化碳層引入微孔，除去模板后可得到類石墨烯結構的二維超薄多孔碳納米片。電化學測試結果表明超薄多孔碳納米片具有優(yōu)異的倍率性能，在高達100 A g-1的電流密度下具有71％的電容保持率。
　　以具有層狀納米空間的蒙脫土為限域模板，明膠和多巴胺為代表碳源，利用二者之間的插層反應構建了制備二維碳納米片的通用方法，對碳納米片進一步K