碳納米管復(fù)合超級(jí)電容器研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種新型的綠色儲(chǔ)能器件，它具有比電池更高的功率密度和循環(huán)壽命，也具有比傳統(tǒng)電容器更高的能量密度。電化學(xué)電容器因具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、比電容高、使用溫度范圍寬、充放電電流大、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。電極材料是影響超級(jí)電容器性能的最關(guān)鍵因素。本文針對(duì)目前超級(jí)電容器的電極材料的缺點(diǎn)，將電容特性良好的碳納米管和二氧化錳應(yīng)用于電極材料，通過(guò)不同的方法制備及后處理工藝以提高其性能；采用多種物理分析技術(shù)分析了電極材料的形貌和組成，

2、并測(cè)試了電極材料在中性電解液中在不同電流密度下的比電容。主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1.研究了硝酸酸化回流對(duì)于碳納米管的影響，運(yùn)用 SEM和 EDS表征了其形貌和組分。結(jié)果顯示，酸化能很好地去除碳納米管中的雜質(zhì)，去除帽端而使碳納米管開(kāi)口，充分利用碳納米管的內(nèi)外表面積形成雙電層電容，恒流充放電顯示，未經(jīng)回流的碳納米管的比電容為78.31F/g，回流10h后的比電容為154.25F/g，增加達(dá)96.97％；
　　2.運(yùn)用液相共沉

3、淀法制備二氧化錳納米顆粒并對(duì)其進(jìn)行了熱處理。結(jié)果顯示，二氧化錳納米顆粒的尺寸為200-300nm，熱處理最佳條件為800℃/2h。恒流充放電結(jié)果顯示，納米顆粒的比電容為113.94F/g，熱處理后的納米顆粒比電容增加至260.09F/g，相比未處理時(shí)增長(zhǎng)128.27%；
　　3.采用水熱法制備了二氧化錳納米線(xiàn)。通過(guò)不同溫度不同時(shí)間的正交化實(shí)驗(yàn)，得到最佳的反應(yīng)環(huán)境是120℃/18h，產(chǎn)物直徑為20-30nm，長(zhǎng)度1-2μm，比電容為

4、166.62F/g；而反應(yīng)溫度超過(guò)140℃時(shí)產(chǎn)物為棒狀，比電容迅速下降至41.02F/g；
　　4.以處理好的碳納米管為載體，采用液相共沉淀法制備了二氧化錳包覆的碳納米管電極材料。結(jié)果顯示，最佳摻雜比例為20wt%CNT，此時(shí)的比電容為179.89F/g，而處理的碳納米管最高比電容只有154.25F/g，同等條件下液相法制備的原始二氧化錳納米顆粒的比電容只有113.94F/g，復(fù)合物的比電容比碳納米管增加了16.62%，比二氧化錳