聚合物碳化法制備超級電容器炭材料及其浸潤性研究.pdf

1、本論文主要包括兩個部分：依次采用液-液相轉化技術和高溫碳化法制備結構可控的多孔炭電極材料；研究炭材料表面性質(zhì)對其電化學過程的影響。并且對所制備材料的超級電容性能進行了研究，應用于儲能領域。
　　1．液-液相轉化技術和高溫熱分解法制備多孔炭電極材料。該方法主要是通過液-液相轉化方法制備多孔聚合物支架，并借助于高溫碳化過程中聚合物分子反應以及產(chǎn)生大量體積收縮使得聚合物內(nèi)表面產(chǎn)生豐富的多孔結構。系統(tǒng)研究了聚合物(PAN)和添加劑(PVP

2、)濃度對炭材料結構和電化學性能的影響。SEM和BET等手段對炭材料的形貌和結構分析結果表明，所制備的碳電極材料含有豐富的孔道結構；電化學測試結果表明，該材料具有優(yōu)異的電化學性能，最高比容量達278F/g，2000次循環(huán)后比容量仍然保持在93％。
　　2.采用具有親電解液性聚合物對碳電極材料進行改性。該方法是借助于電化學誘導引發(fā)原子轉移自由基聚合(SI-eATRP)，將親水性聚合物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)接枝到炭材料表面制備親電解

3、液性電極材料(IPC-PVP)；對比研究了化學表面改性和接枝聚合對炭材料結構和電化學性能的影響。FTIR和XPS等表征證明親水性能優(yōu)良的PVP接枝在炭電極的表面；通過分散性表征證明親水性聚合物更能有效的改善了炭電極材料在水系電解液的分散性和浸潤性。超級電容性能測試表明，IPC-PVP具有優(yōu)異的電化學性能。在2 M KOH電解液中測試，IPC-PVP電極材料的比容量最高可達到279.0F/g；大功率性能為81.4%；2000次循環(huán)后容量保