超電容儲能材料的制備及非對稱電容器的組裝.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、超級電容器是一種新型的儲能設備,因其成本比較低廉,生產(chǎn)的方法簡單高效,生產(chǎn)過程綠色環(huán)保,電化學性能優(yōu)越,使用壽命較長的特點受到了廣泛關(guān)注。超級電容器彌補了電池與比傳統(tǒng)電容器的不足,提供了高的能量密度和功率密度,在電動汽車、便攜式電子設備、備用電源等方面得到了廣泛的應用。本文制備了油茶果殼活性炭、Ni/Al水滑石、摻氮石墨烯復合細菌纖維素、四氧化三鈷電極材料。通過SEM、XRD、TEM、HRTEM、氮氣吸脫附測試、XPS和電化學測試等技術(shù)

2、方法,對材料的結(jié)構(gòu)、形貌和電化學性能進行了探究。
  (1)成功制備了油茶果殼活性炭(C-AC),首先對油茶果殼進行炭化,然后采用微波活化。同時通過水熱法合成了Ni/Al水滑石(Ni/Al LDHs),合成方法方便簡單且不需要使用模板。因其獨特的空間結(jié)構(gòu),兩個材料均表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能,在6 M氫氧化鉀溶液中,油茶果殼活性炭的比電容達243 F/g,Ni/Al水滑石的比電容達2163 F/g。以油茶果殼活性炭為負極材料,Ni/A

3、l水滑石為正極材料制作的非對稱超級電容器測試的比電容達97 F/g,在1.7V的電勢窗口下能量密度達28.6 Wh/kg,循環(huán)2000圈后比電容仍保持87%。循環(huán)2000圈后還可點亮一個LED燈,表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。
  (2)我們將細菌纖維素插入到石墨烯層后摻氮成功制得了摻氮石墨烯復合細菌纖維素(N-rGO@CNF)。同時我們通過一種簡單、環(huán)保、高效的方法合成了四氧化三鈷。兩種材料都表現(xiàn)出高的比電容,其中摻氮石墨烯復合細菌纖

4、維素在6M的氫氧化鉀溶液中的比電容高達340 F/g,四氧化三鈷的比電容也達到了857 F/g,同時具有很好的穩(wěn)定性。我們以摻氮石墨烯復合細菌纖維素為負極材料,四氧化三鈷為正極材料,6M的氫氧化鉀溶液為電解液制作了一個簡易的超級電容器。因正負極的協(xié)同作用,電容器具有較好的電化學性能。電勢窗達1.7 V,在1 A/g電流密度下的比電容達到80 F/g,在36 kW/kg功率密度下的能量密度為24.1 Wh/kg,并且在循環(huán)1000圈后電容

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