1、超级电容器炭电极材料的制备与性能超级电容器炭电极材料的制备与性能主要内容主要内容研究背景实验方法结果与讨论结论研究背景超级电容器超级电容器背景储能机制：基于双电层电容或准电容储能性能特点：功率密度高、循环寿命长、能快速充放电、安全、无污染应用：电动汽车、不间断电源、无线电通讯、高功率武器、风能太阳能、电动工具等电极材料是关键电极材料是关键影响因素：背景比表面积孔径分布 微孔(2nm)中孔(2-50nm)大孔(50nm)电导率密度表面化学多孔炭电极材料石墨烯碳纳米管碳凝胶活性炭模板炭Science.2006,313,17601763大孔储液中孔输液微孔储能高比容量优异倍率性能层次孔结构：微孔-中
2、孔-大孔有机结合背景理想的炭电极材料，应该具有什么样的孔结构？微孔炭：1nm以下的微孔比电容更高比容量高倍率性能不理想中孔炭：无机电解液2nm，有机电解液5nm倍率性能优异比容量偏低背景层次孔炭材料的制备方法硅模板法：微孔+中孔聚合物模板法：中孔+大孔Adv.Mater.2007,19,40124017模板法+KOH活化：微孔+中孔Carbon.2008,446,17181726无机多模板法：微孔+中孔+大孔Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,373 376PVDC基多孔炭基多孔炭PVDC是一种低含炭量的高分子，仅经高温裂解即得多孔炭：背景PVDC高温裂解+NaOH活化Bin
3、Xu,Electrochimica Acta 2009,54:2185Bin Xu,Int J Hydrogen Energy 2010,35:632 u环保：NaOH吸收HCl背景0.00.20.40.60.81.002004006008001000 NPV0.5 NPV1 NPV1.5 NPV2 NPV3Volume(cm3/g)Relative Pressure(P/P0)一种层次孔电容炭的简便制备方法本工作：u高比表面积、层次孔结构炭材料-(CH2-CCl2)-n+NaOH C+NaCl+H2ONaOH与PVDC一步共热法实验方法活性炭NaOH&PVDC600 1h水洗 酸洗水洗炭化活
4、化洗炭固相混合NaOH/PVDC=0.5:1，1:1，1.5:1，2:1，3:1实验方法结果与讨论吸脱附曲线结果与讨论0.00.20.40.60.81.002004006008001000 NPV0.5 NPV1 NPV1.5 NPV2 NPV3Volume(cm3/g)Relative Pressure(P/P0)NaOH用量对活性炭比表面和孔容的影响用量对活性炭比表面和孔容的影响比例比例SBET(m2/g)Vt（cm3/g）0.5:112230.6311:112300.8321.5:119171.1232:122971.5493:128151.573结果与讨论孔径分布图结果与讨论SEM1:
5、1 结果与讨论结果与讨论电化学性能 6 mol.L-1KOH0150030004500600075000.00.20.40.60.81.0 0.5 1 1.5 2 3Voltage/VCharge-discharge/s结果与讨论电化学性能 6 mol.L-1KOH0204060801000100200300400 Capacitance/F.g-1Current density/A.g-1 NPV0.5 NPV1 NPV1.5 NPV2 NPV3电化学性能 6 mol.L-1KOH0.51.01.52.02.53.0200250300350400 Capacitance/F.g-1NaOH/
6、PVDC结果与讨论376F/g201F/g010002000300040000123 NPV0.5 NPV1 NPV1.5 NPV2 NPV3 Voltage/VCharge-discharge/s电化学性能 结果与讨论1mol.L-1Et4NBF4/AN电化学性能 0.51.01.52.02.53.0100120140160180 Capacitance/F.g-1NaOH/PVDC结果与讨论1mol.L-1Et4NBF4/AN170 F/g124 F/g05101520050100150200 Current density/A.g-1Capacitance/F.g-1 NPV0.5 NPV1 NPV1.5 NPV2 NPV3结果与讨论0204060801000306090120150180 Capacitane/F.g-1Scan rate/mV.s-1电化学性能 1mol.L-1Et4NBF4/AN171 F/g142 F/g结论结论采用NaOH与PVDC一步共热法简便地制备出了高比表面积(2815m2/g）、层次孔结构的多孔炭材料。
