超级电容器电极材料的研究

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1、西华大学硕士学位论文y9D690占超级电容器电极材料的研究材料加工工程专业研究生：庄凯指导老师：梁逵丁士华摘要超级电容器是介于传统静电容和电池之间的一种新型储能元件，具有高能量密度、高功率密度、循环寿命长、污染小等特点。超级电容器在通讯、电子、铁路、航空、航天以及军事等领域都具有极其广泛的用途。超级电容器广泛的应JⅥJI拊景和巨大的潜在商业价值受到了各国政府及科研机构的广泛关注。超级f乜容器的研究主要集中在对高性能电极材料的制备上。本文的主要工作有：高比表面积活性炭的制备：掺杂稀土金属氧化物、碳纳米管的氧化镍电极材料的制备：掺杂稀土金属氧化

2、物、碳纳米管的氢氧化镍电极材料的制备。论文的主要研究内容和创新点归纳如下：1．以微波为热源，优质无烟煤、炭化椰壳为原料，KOH为活化剂制备超级电容器用高比表面积活性炭电极材料。制备的活性炭具有典型的双电层效应。当KOH与无烟煤按3：1的质量比混合，微波辐射7分钟时，在6moVL的KOH水性溶液中，活性炭比电容达301№，100次循环后容量仅衰减4％。讨论了原捌料、活化剂和微波辐射时间、活化剂与无烟煤质量比等工艺参数对活性炭比fIl容及充放电性能的影响。2．以化学沉淀法制备出Ni(OH)2粉末，并在沉淀过程中掺杂ce02、Y203、cNT，再

3、通过热处理的到NjO粉末，对比考察了未掺杂的NiO电极材料与掺杂的NiO电极材料的电容特性。分别掺杂10％Ce02、10％Y203的NiO电极材料在6Ⅱ10l／L的KOH水性溶液中，EE电容量有了较大的提高，分别达到277．4F／g、247．9F／g：同时，循环稳定性也有较大的改善，loo次循环后分别衰减3．7％、4．g％。掺杂CNT的NiO电极材料在同等测试条件下，比电容量有一定的提高，西华大学硕士学位论文超级电容器的内阻有了较大的降低，当cNT掺杂量为15％时内阻仅104mQ。3．以化学沉淀法制备出掺杂ce02、cNT的Ni(0H)2粉

4、末，考察了Ni(O岣2作为超级电容器电极材料的电容特性。在6mol／L的KOH水性溶液中，掺杂8％ce02和6％cNT的氢氧化镍电极材料的比电容分别达到744．4F佗、753．3F／g。氢氧化镍／活性炭超级非对称电容器具有良好的充放电性能，但是容量衰减较快，100次循环过后容量分别衰减了18．5％、33．9％。随着掺入量的增加，掺ce02的超级电容器的内阻逐渐增大，而掺CNT的超级电容器内阻逐渐降低，掺入12％cNT的超级电容器的内阻仅有216mQ。关键词：超级电容器，微波，活性炭，氧化镍，氢氧化镍II曲华火学硕士学位论文Thestudyo

5、ftheelectrodematerialofsupercapacitorMaterialprocessingengineeringPostgraduate：ZhuangKaisuoervisor：I』angKuiDingShi—huaAbstractThesupe卜capacilorisanewtypeelectrochemicalene唱ystofagedeVicebetweenthetraditionaldielectriccapacitorandthebattery．Thesupe卜capacitorscanprovidehighe

6、nergydensity、highpOwerdensityandhave10ngcyclelif色andlesspollution，Becauseofsomanyexcellences，super_capacjtorshaVewideapplicationsincommunication，electronicindusIry'railwaysystem，aViationindusIry，spaceflightindustry，mililaryfieldandsoon．Sosupe卜capacitOrsarepaidalOtofattenti

7、onbymanycountriesandscientificresea咒ho唱anizations．Thestudiesonsuper_capacit0卜smainlyfocusonthepr印arationoftheelectrodematerials．Inthisdissertation，thehi曲specificexteriorareaactivecarbonandthenickeloxideandnickelhydroxidedopedwithCe02、Y203、CNTwefeprepared．1．Thehighspecifice

8、xteriorareaactivecarbonwaspreparedfromanthraciteusjngmicrowaveastheheatsource，KOHascataly