多孔碳的制备及其电化学性能研究

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多孔碳的制备及其电化学性能研究
碳材料由于具有高比表面积、可控的孔隙结构、高导电和导热性等特点,在电化学储能、吸附和催化等领域有着广泛应用,尤其是用在高效清洁的储能装置——锂离子电池和超级电容器。最近,分级多孔碳材料因拥有边界清楚的大孔隙及相互连通的介孔和微孔结构而受到关注,该分级多孔结构可提高材料的电解液接触性和比表面积的利用率,提供更多的活性位点,有利于缩短电解液离子的传输距离,从而改善材料的比容量和倍率性能。
同时,在多孔碳框架中引入杂原子如氮,可提高碳材料表面的可润湿性和稳定性,能使碳原子层产生许多缺陷位,提高锂离子电池负极材料的可逆容量;引入的杂原子与电解液发生可逆的氧化还原反应,从而为超级电容器提供赝电容。因此,本论文以氮掺杂多孔碳材料为研究对象,采用不同的制备方法和原料合成出一系列拥有高孔隙率和独特形貌的氮掺杂多孔碳材料。
同时,运用多种表征手段对多孔碳材料的结构和电化学性能进行了研究:1.以葡萄糖为碳源、鸟嘌呤为氮源,结合水热碳化法合成氮掺杂碳微球,然后采用KOH活化制备出氮掺杂三明治状碳纳米片材料。通过改变活化温度调控孔道结构,使其具有较大的比表面积(820<sup> ...

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关键词：电化学 超级电容器 锂离子电池 研究对象 电解液