Co(OH)2 2 mol/L KOH文献综述

0.2~0.4 V  vs  SCE 735 优点:比容量高 缺点:电位区间窄、倍率性能差

聚苯胺 1 mol/L H2SO4

0~0.7 V  vs  SCE 548  优点:比容量高

缺点:循环稳定性差

聚吡咯 0.5 mol/L H2SO4

0~0.8 V  vs  SCE 586 优点:比容量高

缺点:循环稳定性差

                         表1-2.代表性的超级电容器电极材料各项性能

1.4.1双电层电极材料

双电层电极材料借助于物理方式实现电荷的分离与转移,电解液离子在外加电场的作用下,通过极化作用在电极/电解液界面处自发发生正负电荷的分离,形成双电层,实现能量的存储。双电层电极材料通常是导电性优良并具有高比表面积的碳材料,如活性炭、碳纳米管、石墨烯等;

1.4.1.1 活性炭材料

活性炭粉以其悠久的生产历史、丰富的原料、低廉的价格、很高的电化学稳定性优先于各种多孔碳材料最早用作 EDLC 的电极材料。但普通活性炭粉存在比表面积较小的缺点,通常小于 1000 m2/g,用作 EDLC 的电极材料时存在比电容量过低的问题。因此,从上世纪 70 年代开始,人们对活性炭的研究工作主要集中在如何提高其比较面积,现在采用 KOH 化学活化,已经制备了比表面积高达 3000~4000 m2/g 的高性能活性炭[24]。理论上,活性炭的比表面积越大,其比电容就越大,但实际上,活性炭的比容量还与孔径分布有关。从材料的发展趋势来看,主要是向提高有效比表面积和可控孔径的方向发展[25]。因为一般要 2 nm及以上的空间才能被电解液润湿形成双电层,才能进行有效的能量储存。而一般制备的碳材料往往有微孔(<2 nm)的存在,致使比表面积的利用率不高。所以,这个系列的发展方向就主要是可控微孔孔径,提高有效比表面积。近来,对活性炭电极进行化学修饰的研究渐多。如孟庆函等[26-27]采用化学掺杂法将氯化铜掺入酚醛树脂活性炭基体中,制备了氯化铜/活性炭复合电极材料。而且还研究了碳/锂锰氧混合超级电容器,并对一系列的锂钴氧、锂镍氧等复合物嵌入到活性炭电极中进行了大量研究[28-32]。

1.4.1.2 碳纳米管材料来~自^优尔论+文.网www.youerw.com/

碳纳米管(Carbon nanotube,简称 CNT)是日本的 Sumio Iijima 于 1991 年最先发现的一种新型纳米碳材料[33]。它独特的纳米尺寸的中空结构、较大的比表面积、好的导电性,使其称为应用于 EDLC 的理想电极材料[34-35]。Niu[36]等首先报道了由碳纳米管制成的薄膜电极应用于电容器中,电解液为 38%的 H2SO4。制备的 CNT 管径基本在 8 nm 左右,比表面积为 430 m2/g,此电容器的比电容量达到 49~113 F/g,功率密度大于 8 kW/kg,其 ESR 为 0.094。经过研究者们 10多年来不懈的努力,碳纳米管的研究取得了令人瞩目的成绩。CNT 在超级电容器中的应用研究一直很活跃。但是,超级电容器作为一种比较复杂的系统,当用类型不同的 CNT 材料作电极材料时,需要考虑多方面的因素,例如比表面积、表面官能团等微结构以及其中催化剂杂质的含量等,CNT 的处理工艺以及电解质种类,电极大小等也会影响电极的电容性能。总而言之,CNT 用作超级电容器的电极材料目前仍然存在不少问题,针对这些问题找到解决办法,并早日实现工业化生产应该是今后的研究重点。

1.4.1.3  活性炭纤维

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