高能量密度和功率密度炭电极材料

一帘幽梦

高能量密度和功率密度炭电极材料

杨静、刘亚菲、陈晓妹、胡中华、赵国华

(同济大学化学系,上海200092)

摘要： 以核桃壳为原料, 采用同步物理鄄化学活化法制备活性炭(AC). 用氮气吸附法和傅立叶红外光谱(FTIR),对活性炭的孔结构和表面官能团进行了分析. 以活性炭为电极材料制备炭电极, 6 mol·L-1 KOH溶液为电解液组
装成超级电容器, 利用恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学测试方法研究其电化学性能及其与活性炭材料结构的关系. 结果表明,实验电容器的内电阻、漏电流小,循环充放电稳定性好, 容量保持率高;活性炭的比电
容随比表面积的增加而增大, 且与BET 比表面积呈线性相关; 孔径在1.5-4 nm 之间的孔表面有利于形成有效的双电层. 中等比表面积1197 m2·g-1 炭样的比电容高达292 F·g-1, 80 mA 充放电时, 电容器能量密度高达7.3
Wh·kg-1, 功率密度超过770 W·kg-1,峰值功率密度为5.1 W·g-1.

关键词： 活性炭; 活化; 官能团; 电极材料; 超级电容器