超级电容器活性炭电极材料制备及应用

第1章超级电容器基础1
1．1超级电容器的定义1
1．2超级电容器的分类及原理3
1．2．1超级电容器的分类3
1．2．2超级电容器的工作原理4
1．3超级电容器的基本结构6
1．3．1极化电极6
1．3．2集电极7
1．3．3电解液7
1．3．4隔膜8
1．4超级电容器的研究及应用现状9
1．5超级电容器电极材料的研究10
1．5．1多孔炭材料10
1．5．2金属氧化物电极材料15
1．5．3导电聚合物电极材料16
参考文献17
第2章活性炭的结构与性能26
2．1活性炭的定义及用途26
2．2活性炭的孔隙结构26
2．3活性炭的表面化学性质27
2．3．1活性炭的表面官能团27
2．3．2活性炭表面官能团的表征28
2．4活性炭的制备方法30
2．4．1物理活化法30
2．4．2化学活化法30
2．4．3物理-化学联合活化法34
2．5活性炭结构及性能的表征34
2．5．1收率的测定34
2．5．2吸附性能的测定34
2．5．3比表面积和孔结构的测定35
2．5．4活性炭的表面化学性质表征36
2．5．5活性炭微晶结构及表面形貌分析36
参考文献38
第3章活性炭电极材料的制备与电化学性能测试40
3．1主要原料及仪器设备40
3．1．1原料与试剂40
3．1．2煤炭显微组分分离41
3．1．3主要仪器设备43
3．1．4电炉法制备煤基活性炭44
3．1．5微波法制备煤基活性炭44
3．2活性炭电极制备及超级电容器组装45
3．2．1活性炭电极制备45
3．2．2超级电容器的组装46
3．3活性炭电极润湿性的测定46
3．4超级电容器电化学性能测试48
3．4．1恒电流充放电测试48
3．4．2循环伏安测试49
3．4．3交流阻抗测试50
3．4．4自放电测试51
3．4．5漏电流测试52
3．4．6循环性能测试52
3．5活性炭电极材料电化学性能的影响因素52
3．5．1比表面积52
3．5．2孔径分布53
3．5．3表面官能团54
3．5．4导电性55
3．5．5润湿性55
参考文献57
第4章超级电容器用低阶煤基活性炭的制备工艺及性能研究60
4．1引言60
4．2制备工艺对活性炭孔结构及收率的影响61
4．2．1碱炭比对活性炭孔结构及收率的影响63
4．2．2活化温度对活性炭孔结构及收率的影响66
4．2．3活化时间对活性炭孔结构及收率的影响68
4．2．4保护气流量对活性炭孔结构及收率的影响72
4．2．5升温速率对活性炭孔结构及收率的影响74
4．3低阶煤种类对活性炭孔结构及收率的影响77
4．4低阶煤基活性炭的微观结构与表面化学性质82
4．4．1低阶煤基活性炭的微晶结构82
4．4．2低阶煤基活性炭的表面形貌84
4．4．3低阶煤基活性炭的表面化学性质86
4．5低阶煤基活性炭的电化学性能91
4．5．1不同碱炭比下所制活性炭的电化学性能92
4．5．2不同活化温度下所制活性炭的电化学性能100
4．5．3不同活化时间下所制活性炭的电化学性能104
4．5．4不同低阶煤所制活性炭的电化学性能105
参考文献112
第5章煤炭显微组分制备超级电容器用活性炭的研究114
5．1引言114
5．2煤炭显微组分对活性炭孔结构及收率的影响115
5．3不同煤炭显微组分所制活性炭的电化学性能121
5．3．1恒流充放电性能121
5．3．2循环伏安特性124
5．3．3交流阻抗特性126
参考文献128
第6章微波法超级电容器用活性炭的制备与表征129
6．1引言129
6．2微波场中升温特点130
6．3微波法制备工艺条件对活性炭孔结构的影响131
6．3．1碱炭比对活性炭孔结构的影响131
6．3．2微波加热时间对活性炭孔结构的影响133
6．4微波法活性炭的微观结构135
6．4．1微波法活性炭的微晶结构135
6．4．2微波法活性炭的表面形貌136
6．5微波法活性炭的表面化学性质137
6．5．1傅里叶红外光谱(FTIR)分析137
6．5．2X射线光电子能谱(XPS)分析137
6．6微波法活性炭的电化学性能140
6．6．1恒流充放电性能140
6．6．2循环伏安特性142
6．7微波法与电炉法活性炭孔结构及电化学性能比较143
6．7．1孔结构比较144
6．7．2电化学性能比较145
参考文献155
第7章中低温活化条件下超级电容器用活性炭的制备及性能研究157
7．1引言157
7．2中低温活化法活性炭的制备158
7．3活性炭的微观结构和表面化学性质158
7．3．1活性炭的孔结构158
7．3．2活性炭的微晶结构160
7．3．3活性炭的表面化学性质161
7．4活性炭电极的电化学性能166
7．4．1KOH电解液体系166
7．4．2有机电解液体系171
7．5活性炭应用性能评价172
7．5．1孔结构及化学组成173
7．5．2恒流充放电性能173
7．5．3循环伏安特性175
7．5．4大电流充放电性能177
7．5．5交流阻抗特性178
7．5．6漏电流180
7．5．7循环性能181
7．5．8能量密度与功率密度182
7．6活性炭电化学性能优化183
7．6．1活性炭的孔结构及表面化学性质183
7．6．2电化学性能184
参考文献191