超级电容器用氮/氧共掺杂多孔碳纳米材料的制备及性能研究
2021-03-22余浩然吴雪梅张忠洁
阜阳师范大学学报(自然科学版) 2021年1期
万 彭,余浩然,吴雪梅,刘 璐,张忠洁
(安徽大学 化学化工学院,安徽 合肥230009)
不可再生传统化石能源的急剧消耗带来的一系列环境污染问题迫使人们开发高性能新型可持续能源储能系统:例如锂离子电池和超级电容器等,以满足不断增长的能源需求。超级电容器(又称电化学电容器)是一种利用双电层存储电荷的新型储能设备。与二次电池相比,超级电容器具有独特的优势:循环寿命长、充/放电时间短和功率密度高。
目前,超级电容器作为最有前途的储能设备之一,在新能源混合动力汽车和消费电子等领域有着广泛应用。根据超级电容器储能机理的不同,超级电容器可分为双电层电容器(electrochemical double-layer capacitors,EDLC)和赝电容器两大类。EDLC 是通过分离电极/电解质溶液界面上的电子电荷和离子电荷来存储能量,赝电容器是基于法拉第反应在电极材料上来存储能量。电极是决定超级电容器电化学性能的核心部件,大量的研究工作者把工作重心聚焦在电极材料的研发上面。迄今为止,已在研究的三种主要电极材料为碳材料、金属氧化物和导电聚合物[1-5]。
碳材料由于其优异的电子、光学、机械、催化和电化学性能,尤其是在先进的能量转换和存储领域,目前处于材料科学研究的最前沿。通常,碳材料是超级电容器最常用的电极材料;具有高电导率、长循环寿命、稳定的理化特性、广泛的应用性和可控的微观结构,因此其在超级电容器中发挥着重要的作用。……
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