超級(jí)電容器活性炭電極材料制備及應(yīng)用

第1章超級(jí)電容器基礎(chǔ)1
1．1超級(jí)電容器的定義1
1．2超級(jí)電容器的分類(lèi)及原理3
1．2．1超級(jí)電容器的分類(lèi)3
1．2．2超級(jí)電容器的工作原理4
1．3超級(jí)電容器的基本結(jié)構(gòu)6
1．3．1極化電極6
1．3．2集電極7
1．3．3電解液7
1．3．4隔膜8
1．4超級(jí)電容器的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀9
1．5超級(jí)電容器電極材料的研究10
1．5．1多孔炭材料10
1．5．2金屬氧化物電極材料15
1．5．3導(dǎo)電聚合物電極材料16
參考文獻(xiàn)17
第2章活性炭的結(jié)構(gòu)與性能26
2．1活性炭的定義及用途26
2．2活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)26
2．3活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)27
2．3．1活性炭的表面官能團(tuán)27
2．3．2活性炭表面官能團(tuán)的表征28
2．4活性炭的制備方法30
2．4．1物理活化法30
2．4．2化學(xué)活化法30
2．4．3物理-化學(xué)聯(lián)合活化法34
2．5活性炭結(jié)構(gòu)及性能的表征34
2．5．1收率的測(cè)定34
2．5．2吸附性能的測(cè)定34
2．5．3比表面積和孔結(jié)構(gòu)的測(cè)定35
2．5．4活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)表征36
2．5．5活性炭微晶結(jié)構(gòu)及表面形貌分析36
參考文獻(xiàn)38
第3章活性炭電極材料的制備與電化學(xué)性能測(cè)試40
3．1主要原料及儀器設(shè)備40
3．1．1原料與試劑40
3．1．2煤炭顯微組分分離41
3．1．3主要儀器設(shè)備43
3．1．4電爐法制備煤基活性炭44
3．1．5微波法制備煤基活性炭44
3．2活性炭電極制備及超級(jí)電容器組裝45
3．2．1活性炭電極制備45
3．2．2超級(jí)電容器的組裝46
3．3活性炭電極潤(rùn)濕性的測(cè)定46
3．4超級(jí)電容器電化學(xué)性能測(cè)試48
3．4．1恒電流充放電測(cè)試48
3．4．2循環(huán)伏安測(cè)試49
3．4．3交流阻抗測(cè)試50
3．4．4自放電測(cè)試51
3．4．5漏電流測(cè)試52
3．4．6循環(huán)性能測(cè)試52
3．5活性炭電極材料電化學(xué)性能的影響因素52
3．5．1比表面積52
3．5．2孔徑分布53
3．5．3表面官能團(tuán)54
3．5．4導(dǎo)電性55
3．5．5潤(rùn)濕性55
參考文獻(xiàn)57
第4章超級(jí)電容器用低階煤基活性炭的制備工藝及性能研究60
4．1引言60
4．2制備工藝對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)及收率的影響61
4．2．1堿炭比對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)及收率的影響63
4．2．2活化溫度對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)及收率的影響66
4．2．3活化時(shí)間對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)及收率的影響68
4．2．4保護(hù)氣流量對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)及收率的影響72
4．2．5升溫速率對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)及收率的影響74
4．3低階煤種類(lèi)對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)及收率的影響77
4．4低階煤基活性炭的微觀結(jié)構(gòu)與表面化學(xué)性質(zhì)82
4．4．1低階煤基活性炭的微晶結(jié)構(gòu)82
4．4．2低階煤基活性炭的表面形貌84
4．4．3低階煤基活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)86
4．5低階煤基活性炭的電化學(xué)性能91
4．5．1不同堿炭比下所制活性炭的電化學(xué)性能92
4．5．2不同活化溫度下所制活性炭的電化學(xué)性能100
4．5．3不同活化時(shí)間下所制活性炭的電化學(xué)性能104
4．5．4不同低階煤所制活性炭的電化學(xué)性能105
參考文獻(xiàn)112
第5章煤炭顯微組分制備超級(jí)電容器用活性炭的研究114
5．1引言114
5．2煤炭顯微組分對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)及收率的影響115
5．3不同煤炭顯微組分所制活性炭的電化學(xué)性能121
5．3．1恒流充放電性能121
5．3．2循環(huán)伏安特性124
5．3．3交流阻抗特性126
參考文獻(xiàn)128
第6章微波法超級(jí)電容器用活性炭的制備與表征129
6．1引言129
6．2微波場(chǎng)中升溫特點(diǎn)130
6．3微波法制備工藝條件對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)的影響131
6．3．1堿炭比對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)的影響131
6．3．2微波加熱時(shí)間對(duì)活性炭孔結(jié)構(gòu)的影響133
6．4微波法活性炭的微觀結(jié)構(gòu)135
6．4．1微波法活性炭的微晶結(jié)構(gòu)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學(xué)性質(zhì)137
6．5．1傅里葉紅外光譜(FTIR)分析137
6．5．2X射線光電子能譜(XPS)分析137
6．6微波法活性炭的電化學(xué)性能140
6．6．1恒流充放電性能140
6．6．2循環(huán)伏安特性142
6．7微波法與電爐法活性炭孔結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能比較143
6．7．1孔結(jié)構(gòu)比較144
6．7．2電化學(xué)性能比較145
參考文獻(xiàn)155
第7章中低溫活化條件下超級(jí)電容器用活性炭的制備及性能研究157
7．1引言157
7．2中低溫活化法活性炭的制備158
7．3活性炭的微觀結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)158
7．3．1活性炭的孔結(jié)構(gòu)158
7．3．2活性炭的微晶結(jié)構(gòu)160
7．3．3活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)161
7．4活性炭電極的電化學(xué)性能166
7．4．1KOH電解液體系166
7．4．2有機(jī)電解液體系171
7．5活性炭應(yīng)用性能評(píng)價(jià)172
7．5．1孔結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成173
7．5．2恒流充放電性能173
7．5．3循環(huán)伏安特性175
7．5．4大電流充放電性能177
7．5．5交流阻抗特性178
7．5．6漏電流180
7．5．7循環(huán)性能181
7．5．8能量密度與功率密度182
7．6活性炭電化學(xué)性能優(yōu)化183
7．6．1活性炭的孔結(jié)構(gòu)及表面化學(xué)性質(zhì)183
7．6．2電化學(xué)性能184
參考文獻(xiàn)191