超級電容器用活性炭-氫氧化鎳復合材料電化學性能研究.pdf

1、超級電容器是一種介于電池與傳統(tǒng)靜電容器之間的新概念能量儲存器件，與傳統(tǒng)靜電容器相比，超級電容器具有更高的能量密度，與電池相比，超級電容器具有更大的功率密度，從而具有瞬間釋放特大電流的特性并且充放電效率高、循環(huán)壽命長。由于這些特性使得該器件具有某些特殊功能，其中特別為人關注的是在電動車輛、高功率武器等方面的不可替代的作用，另外可用作電子設備中的備用電源、工業(yè)設備的閃光及點火裝置。由于超級電容器具有廣闊的應用前景，開展超級電容器電極材料、電

2、解液等應用基礎研究，對電子工業(yè)和電動汽車的發(fā)展都具有重要意義。
　　 本文以活性炭（AC）為基體，用2mol/L不同的溶液（氯化鋅、磷酸和硝酸）分別對其進行活化處理得到活性炭電極材料，用X-射線衍射（XRD）、孔結構分析（BET）、循環(huán)伏安（CV）和恒流充放電等一系列測試技術進行研究。結果表明硝酸活化處理后的活性炭具有較好的電化學性能，該活性炭材料具有比表面積高達2514 m2/g，孔徑分布主要以微孔和孔徑較小的中孔為主，平均孔

3、徑為2.13 nm；將其制成的活性炭電極在6 mol/L KOH電解液中不同的電位窗口下都具有良好的電化學性能；當掃描速度為2mV/s時，電位窗口為-1～0 V時，活性炭電極的比電容高達255.1F/g；將其制成的活性炭超級電容器具有較好的充放電性能，比電容為61.3F/g。
　　 用化學沉淀法往活性炭（AC）材料中摻入少量氫氧化鎳，制得氫氧化鎳/AC復合材料，并探討了氫氧化鎳的最佳摻入量及復合材料的電化學性能。XRD結果表明所

4、得復合材料為β-Ni(OH)2/活性炭復合材料，其比表面積和孔容較原活性炭材料均有一定程度的減小，但復合材料仍然具有較高的比表面積和孔容。對不同氫氧化鎳負載量的復合電極在6 mol/L KOH溶液中進行循環(huán)伏安測試結果表明，復合材料均表現出良好的電容行為；氫氧化鎳最佳負載量為6 wt.％，對應的復合電極的比電容最大，高達314.5F/g，比原活性炭電極提高了23.3％。
　　 將復合材料制成對稱型電容器進行電化學測試，結果表明：

5、氫氧化鎳/AC復合材料更好地利用了雙電層電容和法拉第準電容，表現出相對活性炭材料更好的電化學性能，具有較小的阻抗性能、較小的漏電流和更長的循環(huán)壽命。氫氧化鎳/AC復合材料對稱型超級電容器具有較好的可逆性和充放電性能，比電容高達77.3F/g，相對活性炭超級電容器（61.3 F/g）提高了26.1％。
　　 同時，以氫氧化鎳/AC復合材料為正極，活性炭材料為負極制成了不對稱型電容器，充放電結果表明它在6mol/L KOH溶液中比電