mpcvd法多孔碳膜超级电容器电极材料制备及研究

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1、乂连禮？大養ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ破±享恆巧文ＭＡＳＴＥ民ＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮＭ纖ＭＦＣＶＤ法多？Ｌ碳膜超级电容器电极材料制备及研究材料物理与化学学科专业作者姓名呀琴－指导教师＿＿＿＿＿２〇１６月答辩日期＿＿＿１？＿＿＿＿＿＿硕±学位论文ＭＰＣＶＤ法多孔碳膜超级电容器电极巧料制备及研究ＰｒｅａｒａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＰｏｒｏｕｓＣａｒｂｏｎＦｉｌｍＥｌｅｃｔｒｏｄｅ

2、Ｍａ化ｒｉａｌｓｐｅｒｃａａｃｏｒＭｓｍａ－ａｓｓｅｄｅｍａａｆｏｒＳｕｐｐｉｔｂｙｉｃｒｏｗａｖｅＰｌａｉｓｔＣｈｉｃｌＶｏｒｐＤｅｐｏｓｉ材ｏｎ作者姓名：冯晨辰学科、专业：材料物理与化学学号；２１３０５００２指导教师；吴爱民副教授完成日期；２０１６．０４．３０大连理工大学ａ＊ＤｌｉａｎＵｎｉｖｅｉｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作

3、所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体臣经发表的研究成果，也不包含其他己申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：Ｍｒｖｏ巧厚沁茲＾系化必务簇旅巧朵［＾條ｆ如八年《；爲日期：月日作者签名＿＿７大连理工大学硕±学位论文摘要近年来，超级电容器因具有快的充放电速率，快速的电荷转移特性，长的循环寿命６￣（＞

4、１０次）及比传统电池高的功率密度（１０ｋＷ／ｋｇ）而备受关注，广泛应用于高功率的固定和便携设备中，如数字通信、记忆存储、电动汽车和日常电子设备等领域。超级电容器根据其储能原理不同，主要分为双电层电容器和法拉第准电容器（也叫照电容器）。而电极材料是影响其性能的主要因素。电极材料主要分为Ｈ种类型：碳基材料，过渡金属氧化物Ｗ及导电聚合物。碳基材料由于优异的导电性、化学稳定性、低成本Ｌ义及相对较高的比表面积而广泛应用于双电层超级电容器并己实现工业应用，。然而目前市场上应用的碳材料多数为粉末状，这就意

5、味着在制作电极的时候需要添加导电剂和粘结剂，这种工艺过程必然造成电极污染，极大地限制了离子在电极表面和电解液之间的传递和转移，Ｗ及电荷从电极表面到集流体的运动。从而很难获得产能量高的超级一些解决方法电容器。针对这些问题，研究者提出了：（１），主要集中在Ｗ下两个方面（２）对碳材料进行复合和惨杂；直接在导电集流体，通过引入腰电容来増加其能量密度上制备碳膜用于快速的离子传递。例如多孔碳薄膜（ＰＣＦ），在超级电容器、裡离子电池及燃料电池领域己经引起了广泛关注。尤其是作为超级电容器的电极材料，ＰＣＦ显

6、示了优异的性能，如快速的电流响应，高的比电容等等。本论文通过微波等离子体辅助化学气相沉积（ＭＰＣＶＤ）法，ＷＣ２Ｈ２作为碳源气体，，Ｆ电极材料氨气作为放电气体，泡沫镇作为基底成功制备了ＰＣ。本文主要研究了乙块与氨气流量比、沉积时间和微波功率对ＰＣＦ微结构和性能的影响。结果表明：在Ｃ２Ｈ２：Ａｒ为１５：１（ｓｅｅｍ），沉积时间为６０ｍｉｎ，微波功率为１０００Ｗ下制得的样品具有优异的电化学性能。在电流密度为２．０Ａ／ｇ时，比电容达６２．＾Ｆ／ｇ，１００００次充放电循环后，比电容维持

7、为巧始值的９５％。此外，当扫描速率从５０ｍＶ／ｓ增加到ｌＯＯＯｍＶ／ｓ时，循环伏安曲线（ＣＶ）保持良好的类矩形，说明其良好的双电层特性和频率特性。对最优样品ＰＣＦ进行高温处理，发现５０（ＴＣ处理后的样品性能有明显地改善。在３．０Ａ／ｇ电流密度，比电容达１０９，，下．０５Ｆ／ｇ。相应的能量密度为５．５５Ｗｈ／ｋｇ功率密度为０．５５ｋＷ／ｋｇ明、．４０Ｗｈ／ｋ／０５２ｋＷｋ）。可见精屯ＰＣＦ显比未处理前ＰＣＦ（３ｇ．／ｇ大设计制备的在超级电容器方面具有极大的应用潜能。关键词：多孔碳膜；双电

8、层电容器；ＭＰＣＶＤ；高效性能－－１ＭＰＣＶＤ法多乳碳膜超级电容器电极材料制备与研究ＰｒｅａｒａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＰｏｒｏｕｓＣａｒｂｏｎＦｉｌｍＥｌｅｃｔｒｏｄｅＭａｔｅｒｉａｌｓｐｆｏｒｕｅｒｃａａｃｏｒＭｓ－ａｓｅｄｍｃａａｏｒＳｐｐｉｔｂｙｉｃｒｏｗａｖｅＰｌａｍａｓｉｓｔＣｈｅｉｌ