聚苯胺基气凝胶衍生纳米碳的电化学性能研究
2021-12-30钟文斌周阳高利喻楚英
湖南大学学报(自然科学版) 2021年12期
钟文斌,周阳,高利,喻楚英
(湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙 410082)
超级电容器具有功率密度高,充放电速率快,循环寿命长等优点,是一类应用广泛的新型储能器件[1].超级电容器主要由电极材料,电解质和隔膜等部分组成,其中电极材料是决定超级电容器性能的重要因素.目前主要研究的电极材料有碳材料、导电聚合物以及金属氧化物/氢氧化物等[2].多孔碳来源丰富、物理化学性质稳定、比表面积高且导电性能良好,是研究最早、商业化程度最高的一类电极材料[3].然而多孔碳的孔结构主要以微孔为主,有效比表面积相对较小,导致比电容普遍为100~200 F·g-1[4].因此优化多孔碳的孔结构,提高比表面积和比电容是超级电容器电极研究领域的热点和重点.
为了进一步提高多孔碳的电化学性能,可从以下几方面着手:1)提高多孔碳的比表面积,调控孔结构,改善孔径分布[5],主要方法包括活化法和模板法等[6].活化法可采用物理和化学活化剂,例如CO2和KOH,所制备的多孔碳比表面积较大,但是其孔结构通常无序,孔径分布较宽,且产率通常较低[7].模板法可使用二氧化硅、金属氧化物、盐类等硬模板或表面活性剂、有机聚合物等软模板调控多孔碳的孔结构以及孔径分布[8].然而模板法的制备过程复杂,不适于大规模工业化生产[9].此外,碳源的种类繁多,其形貌结构也将影响多孔碳的结构和性能.因此,选择合适的碳源以及制备工艺是提高多孔碳比表面……
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