多孔碳基超级电容器电极材料设计及其电化学性能研究
超级电容器具有功率密度高,充放电快和循环寿命长等特性,是一种极具发展潜力的能量存储装置,近年来受到人们广泛关注。活性炭由于比表面积大和结构可调是目前商业化超级电容器主要的电极材料。
然而,活性炭中存在着大量的盲孔以及封闭孔,其冗长且复杂的孔道结构使得电解液难以渗入内部孔道,减小活性炭的有效比表面积,导致其能量密度低且倍率性能较差,尤其是在电极面积负载高的情况下。除了比表面积和孔结构,导电性和润湿性以及杂原子掺杂也会极大地影响碳材料的电化学性能。
此外,昂贵的价格也成为超级电容器推广的一大障碍,开发成本低廉且性能优异的多孔碳具有十分重大的意义。本文的主要研究内容如下:（1）开放式三维贯通结构可以缩短离子传输距离,提高多孔碳比表面积利用率。
以廉价且丰富的煤沥青为前驱体,多孔的微晶纤维素为模板前驱体和原位物理活化剂,KOH为化学活化剂,通过一步热解三者的混合物制备三维贯通多孔碳（interconnected porous carbon,IPC）。考察了微晶纤维素含量对于IPC结构和电化学性能的影响,并分析了三维贯通多孔碳的形成机理。
结果表 ...