文档介绍：超级电容器用竹基活性炭的制备及其电化学性能的研究湖南大学硕士学位论文途塞签趱旦翅;筌羞委虽会圭廑;学校代号:学号:生§且ト夏金重熬援密级:公开
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作者签名:簿名杜作者签名:辨名杜导师签名:≥\:弘年厂月如日本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。⒈C芸冢研究成果。除了文中特另以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均日期:年,月三,日本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行本学位论文属于年解密后适用本授权书。⒉槐C芑亍朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭日期:年岁月歹口日
摘要本论文从可再生生物质原材料一竹材出发,经过炭化和Щ罨恚票了超级电容器用电极材料一竹基高比表面积活性炭。采用热重分析、比表面积及孔径分布测试、等手段分析了竹材和竹基炭的基本结构和性质。系统考察了炭化温度、碱炭比、活化温度和活化时间等工艺参数对竹基活性炭的收率、比表面积、孔结构和微观形貌的影响,确立了调控活性炭结构和性能的工艺方法和工艺条件。将所制得的竹基高比表面积活性炭用作超级电容器的电极材料,以/腖有机溶液作电解质溶液,探讨了不同的活化工艺参数对竹基高比表面积活性炭的直流充放电、循环伏安及交流阻抗等电化学性能的影响,确立了制备竹基活性炭的最优工艺条件,并以此工艺条件下获得的竹基活性炭采用超声混合纤维化辊压成片工艺制备超级电容器用电极,将制备的电极组装成模拟纽扣式超级电容器。考察了活性炭粒度、粘结剂用量、导电炭黑添加量等电极制备工艺和电解液种类对竹基活性炭电极电化学性能的影响。研究表明,竹材作为一种生物质原材料,其主要成分是木质素、纤维素和水分等。其炭化过程主要包括水分析出、保持、热解以及缓慢失重鼋锥危⑶抑饕5谋浠生在℃之间,失重率最高达%。竹材炭化后所得竹炭仍属无定型炭,继承了原有竹材的微观结构。炭化温度是影响竹炭形貌特征和微观结构的重要因素,随着炭化温度的升高,竹炭的横切面收缩率逐渐增大,峁挂卜⑸吮浠裉恐械氖晶的尺寸和数目均呈增大的趋势,而其比表面积呈先增大后减小的趋势。炭化温度、碱炭比、活化温度及活化时问是影响竹炭基高比表面积活性炭结构和性能的主要工艺参数。竹基活性炭的收率随炭化温度的升高而增大,随碱炭比的增大、活化温度的升高、活化时间的延长而减小。而其比表面积和总孔容则随着炭化温度的升高、碱炭比的增大、活化温度的升高和活化时间的延长均呈先增大后减小的趋势。炭化温度对竹基活性炭的孔径分布有较大影响,适当降低炭化温度可得到孔径较大、孔径分布较宽的活性炭;适当增大罨劣昧磕茉龃蠡钚蕴康谋缺砻婊妥芸兹荩⒒岽锏一定的扩孔效果;随着活化温度的升高,孔径分布整体上向着孔径增大的方向移动;合理控制并适当缩短活化时间可得到孔径较大、孔径分布较宽的活性炭。不同炭化温度、碱炭比、活化温度和活化时间条件下获得的竹基高比表面积活性炭电极在/谢缃庖褐械谋鹊缛菟孀盘炕露鹊纳摺⒓钐勘鹊脑龃蟆⒒罨温度的升高与活化时间的延长均呈先增大后减小趋势。当控制炭化温度为妫钐比为,活化温度为妫罨奔湮弥窕钚蕴浚浔热萘孔罡呖纱痝。不同制备工艺条件下制备得到的竹基活性炭电极的循环伏安曲线形状均为类矩形,具有一定的对称性,,的电容量全部由双电层电容提供。竹基活性炭电极的交流阻抗谱图是由高频区的半圆、较高频区超级电容器用竹基活性炭的制备及其ɑ阅艿难芯
约男毕吆偷推登牒嶂峒负醮怪钡闹毕咦槌伞;钚蕴康缂ǖ淖杩固匦杂牖钚蕴康孔结构密切相关,提高活性炭的中孔含量有助于提高电解质离子在活性炭中的迁移速率,从而降低活性炭的内阻。活性炭粒度、粘结剂用量、导电炭黑添加量等超级电容器电极制备工艺参数及电解液种类是影响竹基高比表面积活性炭电极电化学性能的重要因素。随着活性炭颗粒尺寸的减小,竹基活性炭电极的比电容呈先增大后减小的趋势、漏电流呈增大的趋势。随着粘结剂用量的增加,竹基高比表面积活性炭电极电荷传递阻抗民。逐渐增大,比电容逐渐减小,容量保持率不断降低。随着导电炭黑添加量的增加,竹基活性炭电极的比电容明显增加,漏电流逐渐减小,电荷传递阻抗&。明显减小。当活性炭平均粒径为辰蛹劣昧课%,导电炭黑添加量为%时,所得竹基活性炭电极比容量高竹基活性炭电极在不同电解液中首次充电曲线均发生弯曲,而放电曲线呈良好的线性。竹基活性炭电极在不同电解液中的放电比容