超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究姗００伽００啪兀）０。砌嘎Ｄ西《釜∞芒伽帕帕－０．８－０．６－０．４－０．２０．０Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ／Ｖ１０００１Ｊ之８００墨６００｛Ｉ正告４００．｛｛２００ｊ０ｊ０２００４００６００８００１０００１２００１４００ｔ，Ｓ图３．６样品的ＣＶ曲线（ａ）和恒流充放电曲线（ｂ）Ｆｉｇ．３．６ＣＶＣＨＩ＇ＶｇＳ（ａ）ａｎｄｇａｉｖａｎｏｓｔａｔｉｃｃｈａｒｇｅ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｏｆｉｌｅｓ（ｂ）ｏｆｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｓｉｎ３０％ＫＯＨａｑＵｅＯＵＳｓｏｌｕｔｉｏｎ从表３．２可知，ＭＣ．ＳＢＡ．１５，ＭＣ．ＫＩＴ．６和ＭＣ．ＳＢＡ．１６的微孔体积是具有可比性的，这说明ＭＣ．ＳＢＡ．１５，和ＭＣ．ＳＢＡ．１６的孔空间构型优于ＭＣ．ＫＩＴ．６，使得微孔与中孔的连接性更好。在特定的电流密度下，材料的孔道越开放，越直，所得到的电容值就越高。一３０一人连理Ｉ：人学硕十学位论文０．５１．０１．５２．０２．５３．０３．５４．０咖咖瑚咖锄伽季｜瑚伽０．００２２Ｔｈｅｔａ／ｏ０．４０．６０．８１．０Ｒｅｌａｔｉｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅ／Ｐ／Ｐｏ。＞Ｄ刁０２４６８１０Ｐｏｒｅｄｉａｍｅｔｅｒ／ｎｍ☆ＭＤＳＢＡ一３Ｆｉｇ．３．７（ａ）ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓ，（ｂ）Ｎｉｔｒｏｇｅｎｓｏｒｐｄｏｎ△ＭＧＭＣＭ一４８ｉｓｏｌｈｅｒｍ，（ｃ）ＰｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆＭＣ—ＳＢＡ?３ａｎｄ幽３．７样品的ＸＲＤ幽（ａ），氮１殁附等温线（ｂ）震Ｉ孔径分布（ｃ）ＭＣ．ＭＣＭ４８超级电容器电极材料的制备及电化学性能Ⅳ『究除了之前所述的ＳＢＡ．１５，ＫＩＴ．６和ＳＢＡ．１６具有不同的孔空间构型，我们还从硬模板出发，以ＳＢＡ．３和ＭＣＭ－４８为模板制备的多孔炭材料以进一步证明孔空间构型的影响。复制所得的炭材料命名为ＭＣ．ＳＢＡ．３和ＭＣ．ＭＣＭ．４８。ＳＢＡ．３与上述的ＳＢＡ－１５具有一样的孔分布，都为二维六方对称的结构，而ＭＣＭ．４８则与ＫＩＴ．６具有相同的孔分布，为三维立方对称结构。图３．７为ＭＣ．ＳＢＡ．３和ＭＣ．ＭＣＭ．４８的ＸＲＤ图（ａ），氮吸附等温线（ｂ）和孔径分布（ｃ）。它们的结构参数见表３．３。从图３．７（ａ）的小角ＸＲＤ谱图我们发现，ＭＣ．ＭＣＭ．４８并没有表现出与其模板ＭＣＭ．４８一样的ｌａ３ｄ结构，而转化为新型的１４１／ａ立方结构１６５Ｊ，而与ＭＣ．ＳＢＡ一１５相比，由于ＳＢＡ．３的孔径小且孔与孔之间的连接性较弱，导致ＭＣ．ＳＢＡ．３不能完整的复制模板的结构，表现出较弱的规则结构ｆ硎。尽管ＭＣ．ＳＢＡ．３和ＭＣ．ＭＣＭ．４８不能完整的复制其母版的结构，它们的氮吸附等温线，见图３．７（ｂ），均表现为具有清晰的滞后回线的Ⅳ型等温线，表明该炭材料具有中孔炭材料的特征。由图３．７（ｃ）所示，ＭＣ－ＳＢＡ．３和ＭＣ．ＭＣＭ．４８的中孔的孔径分布分别集中在３．６Ｉｌｍ和３．４ｎｍ。图３．８（ａ）为ＭＣ．ＳＢＡ．３和ＭＣ．ＭＣＭ．４８的循环充放电曲线。与图３．６（ａ）的相比较发现，ＭＣ．ＳＢＡ．３和ＭＣ．ＳＢＡ．１５的ＣＶ曲线很相似，而且比ＭＣ．ＭＣＭ．４８的ＣＶ曲线更接近于矩形，表明ＭＣ．ＳＢＡ．３表现出较好的电容行为。图３．８（ｂ）为ＭＣ—ＳＢＡ．３和ＭＣ．ＭＣＭ．４８的恒流充放电曲线，与ＭＣ．ＳＢＡ．１５和ＭＣ．ＫＩＴ．６一样，均为对称的似三角形曲线，这说明中孔炭材料具有良好的电容行为。由恒流充放电计算所得的比电容见表３．３，由于ＭＣ．ＳＢＡ．３的比表面积比ＭＣ．ＳＢＡ．１５的比表面积大，所以所得的比电容相对较高，对于ＭＣ．ＭＣＭ．４８和ＭＣ．ＫＩＴ．６来说，也得到了同样的结论。然而，当把质量比电容转换为面积比电容时，ＭＣ．ＳＢＡ．３和ＭＣ．ＭＣＭ．４８的比电容分别小于ＭＣ—ＳＢＡ．１５和ＭＣ．ＫＩＴ．６。比较结构参数我们发现，ＭＣ．ＳＢＡ．３和ＭＣ．ＭＣＭ．４８的微孔率比ＭＣ．ＳＢＡ．１５和ＭＣ．ＫＩＴ－６的微孔率高。显然，并不是所有的微孔都是电化学可到达的，不能被有效利用的微孔表面积不可能对双电层电容作出贡献。表３．３样品的结构参数Ｔａｂ．３．３Ｔｅｘｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｏｆｎａｎｏｃａｓｔｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｓ人近理Ｉ：人学硕十学位论文ＢＡ－３ＣＭ４８．０．８．０．６－０．４—０．２０．０Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ／Ｖ＞≥．焦芑卫ｏ０－０２００４００６００８００１０００１２００１４００ｔｌＳ图３．８样品的ＣＶ曲线（ａ）和恒流充放电曲线（ｂ）Ｆｉｇ．３．８（ａ）ＣＶｏｌｉｖｅｓ，ａｎｄ（ｂ）Ｇａｌｖａｎｏｓｌａｌｉｃｃｈａｒｇｅ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｏｆｉｌｅｓｏｆＭＣ－ＳＢＡ一３ａｎｄＭＣ—ＭＣＭ－４８ｉｎ３０％ＫＯＨａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ．从原则上来说，ＭＣ．ＳＢＡ．３应该与ＭＣ．ＳＢＡ．１５具有相似的二维六方规则结构，然而相对薄的孔壁使得孔道有一些轻微的坍塌，阻塞了微孔与中孔连接的通道，最终减少了电解液离子对微孔的利用率。由于ＭＣ．ＭＣＭ．４８较规则的孔空间构型，使得它的表面积利用率比ＭＣ．ＳＢＡ．３稍高一些。然而，在具有三维立方结构ＭＣ．ＭＣＭ．４８中，其丰富的微孔率（微孔体积是中孔体积的两倍）并没有被完全的利用以形成电化学双电层。显然，孔空问构型是一个多孔炭材料获得高电容值的应该考虑的影响因素。３．２．４倍率特性我们还提高了扫描速；禾，进一步研究：ｆＩ描速率对中孔炭材料ｆ包化学行为的影响。为一３３—－Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ／Ｖ‰◆鼹Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ／Ｖ茏雾率一３４—
超级电容器概述（重要） - 图文
