活性炭比表面積與孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)雙電層電容特性的影響.pdf

1、超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能元件，兼有傳統(tǒng)物理電容器功率密度大和充電電池能量密度高的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。電極材料是決定超級(jí)電容器性能的重要因素，碳材料具有成本低、比表面積大、電化學(xué)性能穩(wěn)定等特征，一直是首選的電極材料。 本研究以實(shí)驗(yàn)室自制14種比表面積范圍為548～1932㎡.g-1的活性炭為電極材料，以1mol·L-1 H2SO4溶液為電解液，采用靜滴接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)定活性炭的潤(rùn)濕性能，用循環(huán)伏安和恒

2、流充放電等方法研究了模擬電容器的比電容、能量密度、內(nèi)阻和漏電流等特性。 為保證所制模擬電容器的穩(wěn)定性和測(cè)試結(jié)果重現(xiàn)性，進(jìn)行了電容器制作工藝的研究，最終選用的不銹鋼模型具有裝配簡(jiǎn)單、重復(fù)性好等特點(diǎn)。 結(jié)果表明，炭電極B7、B11、B12潤(rùn)濕時(shí)間在10 s以內(nèi)，其余的炭電極潤(rùn)濕時(shí)間范圍為2～1900 min。在10 mV·s-1的掃描速率下，炭電極B14具有良好的穩(wěn)定性和可逆性，循環(huán)伏安曲線呈現(xiàn)出近似矩形，表現(xiàn)為典型的雙電層

3、電容特性。在17 mA的恒電流下，對(duì)14種模擬電容器進(jìn)行了充放電測(cè)試，得到的比電容為42～167 F·g-1，能量密度為4.73～18.79Wh·kg-1，其中C14的比電容高達(dá)167 F·g-1，能量密度為18.79 Wh·kg-2，內(nèi)阻為0.91Ω，漏電流僅0.48 mA，C4的循環(huán)壽命達(dá)8000次，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)室自制的活性炭適合用作電容器電極材料。 研究發(fā)現(xiàn)電容器比電容隨活性炭比表面積和孔容增大而增大；活性炭灰分含量越高，所