聚苯胺/活性炭复合材料的制备及其电化学性能研究
本文用电化学聚合法制备了聚苯胺及其复合电极材料，利用扫描电镜、红外光谱等测试手段对材料进行了表征。并采用恒电流充放电、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)及等效电路模拟分析等技术测试其电化学性能。对电极制作工艺及其优化、电解质溶液的选取、电容器的组装等问题展开了一系列研究。主要内容和结果如下：
1.聚苯胺材料制备及其电容性能研究
在有机体系下，通过循环伏安法在铂电极上聚合聚苯胺，聚苯胺电极在浓度为1mol/L的LiClO4/乙腈电解液中具有良好的电容性能。聚苯胺电极比电容高达320.8F/g。当电流增大10倍时，比容量仍然能够达到260.0F/g以上，库伦效率高于95％。50mV/s扫描速率下，CV循环500圈后图形基本没有变化，表明在有机体系下聚合的聚苯胺具有良好的循环稳定性。
2.活性炭电极制备与表征
研究了碳电极的制作工艺，考察了活性炭电极在有机体系下的电化学性能。结果显示，活性炭电极在乙腈电解液中充放电曲线均接近线性，比容量为103.3F/g。1000次循环后比容量为82.4F/g，是初始容量的85％。库伦效率为96％以上。交流阻抗测得电极等效串联内阻ESR约为13.8Ω。
3.聚苯胺/活性炭复合材料电容性能研究
采用循环伏安法制备的聚苯胺/活性炭复合材料单电极比容量可达290.7F/g，远高于纯活性炭单电极，表现出明显的法拉第准电容特性。ESR约为6.5Ω，且复合材料的大电流充放电性能也有一定改善。循环1000次后，比容量衰减15.7％；采用恒电压法制备的聚苯胺/活性炭复合材料单电极比容量可达223.2F/g，ESR约为11.1Ω。
以循环伏安法制备的复合材料为正极，活性炭为负极材料的有机电解液混合电容器工作电压范围为0～2.0V，比容量达99.6F/g，比能量则达53.0Wh/kg;而活性炭电容器比容量和比能量分别为33.9F/g和18.8Wh/kg。两电容器24小时自放电测试性能良好。
聚苯胺;活性炭;复合电极材料;电化学性能;循环伏安法;制备工艺
中国海洋大学
硕士
材料物理与化学
王玮
2009
中文
O646.54
67
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）