纤维素基碳材料及其在超级电容器中的应用进展*
2021-03-08李丹妮白秋红申烨华宇山浩
功能材料 2021年2期
关键词:复合材料
李丹妮,白秋红,舒 羽,白 林,陈 邦,李 聪,申烨华,宇山浩,3
(1.西北大学 化学与材料科学学院 合成与天然功能分子教育部重点实验室,西安 710127;2.西北大学 食品科学与工程学院,西安 710069;3.大阪大学 工学研究科,日本 大阪,565-0871)
0 引 言
随着人口增长和人类社会的发展,化石能源例如煤炭、石油等不可再生能源的过度消耗及其所造成的环境污染问题,已引发了一系列严重的社会危机。开发新能源或新型储能能力强、可再生的储能系统成为当今能源领域重要的研究方向[1]。
超级电容器作为电化学储能设备,凭借功率密度高、充放电快、循环寿命长、成本低、无污染等优势吸引了人们广泛关注[2],其主要由电极材料、电解质、集流体和隔膜组成[3]。
超级电容器按照储能机理主要分为两类:双电层电容器和法拉第赝电容器[4],前者主要依靠电极表面离子吸附储存电荷,而赝电容器通过电极材料和电解液之间快速可逆的氧化还原反应实现电荷储存。在各部分组件中,电极直接影响其电荷储存能力,故电极性能对超级电容器性能至关重要。目前超级电容器电极材料主要有碳材料、金属氧化物和导电聚合物等[5]。碳材料由于其孔结构可控、导电率高、比表面积大、理化性能稳定等特点,成为超级电容器理想的电极材料[6]。
1 纤维素碳材料制备方法
纤维素是自然界中含量最丰富的天然高分子聚合物之一,具有可再生、无毒、可降解的特性[7],并且占植物界碳含量50%以上,有天然的独特结构和层次孔隙,是制备碳材料的优良原料。……
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