肖程元:稻壳基活性炭的热处理改性及其双电层超级电容器的电化学性能论文

肖程元:稻壳基活性炭的热处理改性及其双电层超级电容器的电化学性能论文

本文主要研究内容

作者肖程元(2019)在《稻壳基活性炭的热处理改性及其双电层超级电容器的电化学性能》一文中研究指出:稻壳基活性炭是一种以稻壳为前驱体的生物质活性炭材料,可以用于水系或有机电解液体系超级电容器,具有优良的比电容和功率特性。然而稻壳基活性炭用于超级电容器会出现严重的自放电行为。超级电容器的自放电与电极材料和外部因素有关,如杂质、表面官能团、环境温度、充电持续时间、初始电压等,源自于超级电容器内部发生副反应或氧化还原反应。本文考察了稻壳基活性炭的孔道结构特点及表面含氧官能团的类型和含量,研究了影响超级电容器自放电行为的因素,提出了对稻壳基活性炭的改性方法进而提升超级电容器的电化学性能。具体研究成果如下:(1)考察了稻壳基活性炭的孔道结构特点及表面含氧官能团的情况。稻壳基活性炭是一种具有多级孔道结构的生物质活性炭材料,微孔比例比较高,孔径分布在2 nm以内,比表面积(SBET)和孔体积分别为1919 m2g-1和1.07 cm3g-1。通过XPS测试和Boehm滴定测试可知,稻壳基活性炭材料的表面含有丰富的含氧官能团。研究表明,将稻壳基活性炭作为电极材料用于卷绕式双电层超级电容器中,稻壳基活性炭基超级电容器的自放电现象严重,泄漏电流较大。(2)研究了影响超级电容器自放电行为的因素。稻壳基活性炭应用于卷绕式超级电容器中,当超级电容器充电到较高的初始电压时,开路电压急剧下降;温度升高,双电层电荷泄漏的速率提高,自放电加大。(3)稻壳基活性炭材料的热处理改性,减小稻壳基活性炭超级电容器的自放电行为,改善稻壳基活性炭超级电容器的电化学性能。结果表明,采用热处理方法对稻壳基活性炭改性可以得到高性能的改性稻壳基活性炭材料,在保持原有的多级孔结构基础上,改变了微介孔比例,减少了表面含氧官能团。改性前后的稻壳基活性炭材料所制备的双电层超级电容器在0.5 A g-1的电流密度下质量比电容分别为116 F g-1和147 F g-1,24小时自放电电压保持分别在75.2%和84.5%;在1.0 A g-1条件下10000圈恒流充放电循环后,电容保持率分别为85%和92%。

Abstract

dao ke ji huo xing tan shi yi chong yi dao ke wei qian qu ti de sheng wu zhi huo xing tan cai liao ,ke yi yong yu shui ji huo you ji dian jie ye ti ji chao ji dian rong qi ,ju you you liang de bi dian rong he gong lv te xing 。ran er dao ke ji huo xing tan yong yu chao ji dian rong qi hui chu xian yan chong de zi fang dian hang wei 。chao ji dian rong qi de zi fang dian yu dian ji cai liao he wai bu yin su you guan ,ru za zhi 、biao mian guan neng tuan 、huan jing wen du 、chong dian chi xu shi jian 、chu shi dian ya deng ,yuan zi yu chao ji dian rong qi nei bu fa sheng fu fan ying huo yang hua hai yuan fan ying 。ben wen kao cha le dao ke ji huo xing tan de kong dao jie gou te dian ji biao mian han yang guan neng tuan de lei xing he han liang ,yan jiu le ying xiang chao ji dian rong qi zi fang dian hang wei de yin su ,di chu le dui dao ke ji huo xing tan de gai xing fang fa jin er di sheng chao ji dian rong qi de dian hua xue xing neng 。ju ti yan jiu cheng guo ru xia :(1)kao cha le dao ke ji huo xing tan de kong dao jie gou te dian ji biao mian han yang guan neng tuan de qing kuang 。dao ke ji huo xing tan shi yi chong ju you duo ji kong dao jie gou de sheng wu zhi huo xing tan cai liao ,wei kong bi li bi jiao gao ,kong jing fen bu zai 2 nmyi nei ,bi biao mian ji (SBET)he kong ti ji fen bie wei 1919 m2g-1he 1.07 cm3g-1。tong guo XPSce shi he Boehmdi ding ce shi ke zhi ,dao ke ji huo xing tan cai liao de biao mian han you feng fu de han yang guan neng tuan 。yan jiu biao ming ,jiang dao ke ji huo xing tan zuo wei dian ji cai liao yong yu juan rao shi shuang dian ceng chao ji dian rong qi zhong ,dao ke ji huo xing tan ji chao ji dian rong qi de zi fang dian xian xiang yan chong ,xie lou dian liu jiao da 。(2)yan jiu le ying xiang chao ji dian rong qi zi fang dian hang wei de yin su 。dao ke ji huo xing tan ying yong yu juan rao shi chao ji dian rong qi zhong ,dang chao ji dian rong qi chong dian dao jiao gao de chu shi dian ya shi ,kai lu dian ya ji ju xia jiang ;wen du sheng gao ,shuang dian ceng dian he xie lou de su lv di gao ,zi fang dian jia da 。(3)dao ke ji huo xing tan cai liao de re chu li gai xing ,jian xiao dao ke ji huo xing tan chao ji dian rong qi de zi fang dian hang wei ,gai shan dao ke ji huo xing tan chao ji dian rong qi de dian hua xue xing neng 。jie guo biao ming ,cai yong re chu li fang fa dui dao ke ji huo xing tan gai xing ke yi de dao gao xing neng de gai xing dao ke ji huo xing tan cai liao ,zai bao chi yuan you de duo ji kong jie gou ji chu shang ,gai bian le wei jie kong bi li ,jian shao le biao mian han yang guan neng tuan 。gai xing qian hou de dao ke ji huo xing tan cai liao suo zhi bei de shuang dian ceng chao ji dian rong qi zai 0.5 A g-1de dian liu mi du xia zhi liang bi dian rong fen bie wei 116 F g-1he 147 F g-1,24xiao shi zi fang dian dian ya bao chi fen bie zai 75.2%he 84.5%;zai 1.0 A g-1tiao jian xia 10000juan heng liu chong fang dian xun huan hou ,dian rong bao chi lv fen bie wei 85%he 92%。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自吉林大学的肖程元,发表于刊物吉林大学2019-06-25论文,是一篇关于超级电容器论文,热处理论文,稻壳论文,活性炭论文,自放电论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自吉林大学2019-06-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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