多孔碳材料的结构设计及超级电容器性能研究

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多孔碳材料的结构设计及超级电容器性能研究
超级电容器作为一种新型储能器件,具有高功率、长寿命、高安全性等优点,在交通运输、现代通讯、国防科技和航空航天等领域都可发挥重要作用。多孔碳材料是最常用的超级电容器用电极材料,但是受限于双电层的储能机制,其比电容和能量密度较低。
为进一步提高超级电容器能量密度,本文通过对碳材料的微观结构进行设计和调控,制备了具有优异电化学性能的多孔碳材料,探索了材料的制备工艺、结构和电化学性能之间的联系;并在此基础上,从器件结构角度构筑了兼具高功率密度和能量密度的超级电容器。（1）采用了层状结构生物质为前驱体,经碳化-活化制备了具有大比表面积以及氮、磷共掺杂多孔碳材料（SAC）。
通过改变活化剂和前驱的比例可实现对SAC的比表面、孔结构分布和元素掺杂的调控。最优情况下,制得SAC材料的比表面积可达到1134.2 m<sup>2</sup> g<sup>-1</sup>,氮、磷含量分别为6.88%及1.12%。
氮元素和磷元素的掺杂不仅能够提高材料的导电性和改善其浸润性,还能够提供部分非法拉第电子转移赝电容。在6 M KOH电解液和EMIMBF<sub>4</su ...

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关键词：超级电容器 结构设计 电容器 国防科技 交通运输