论文部分内容阅读
电极材料作为超级电容器的核心部件,对其电化学性能起着重要作用。本文以不同变质程度的煤为原料,通过高温热处理(炭化、石墨化)制备前驱体材料,将前驱体材料在不同的工艺条件下制备煤基炭电极材料。采用XRD、Raman、SEM、氮气吸附等方法,表征了煤基炭材料的结构,表面形貌等,研究了高温热处理对不同变质程度煤基炭材料结构的变化;在1mol/L的(C2H5)4NBF4/PC为电解液中,考察了其作为超级电容器电极材料时的电化学性能。 炭化过程中低变质程度褐煤基炭化物结构中的类石墨微晶生长较快,高变质程度的无烟煤和烟煤炭化物的结构变化小;石墨化过程中2400℃以下石墨化炭材料结构中的微晶生长迅速,晶格尺寸和堆垛高度增大较快,层间距较小,2400℃以上其微晶结构变化小,变质程度高的无烟煤和烟煤基炭材料的微晶尺寸接近石墨的,变质程度低的褐煤石墨化样品的微晶尺寸相对较小。 随着炭化时间的增加,煤基活性炭比表面积和孔容先增大后减小,中孔率逐渐降低;AC6比电容达127 F/g,电流密度增大50倍时,比电容保持率为66.1%;大电流充放电下经1000次循环,容量保持率为93.6%,且漏电流很小。 煤基微晶炭结构中含有大量的类石墨微晶,层间距在0.35~0.42nm之间,在3.5V高电压下能够正常工作,首次充电过程中具有电活化现象,进行插层储能,进而增大比电容,提高能量密度。CCR3在50mA/g电流密度下比电容为94.8F/g,能量密度为40.3Wh/Kg,具有良好的循环稳定性。