磷酸法活性炭作为离子液体超级电容器电极材料的研究

为了研究工业化上广泛应用的磷酸活化法所制备的活性炭在离子液体基超级电容器领域的应用潜力,本文采用磷酸作为活化剂,杉木屑作为原料,制备活性炭电极材料。采用N_2吸附/脱附等温线、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等方法表征了活性炭的孔隙结构与形态。采用[BMIM][PF_6]离子液体作为电解质,通过循环伏安法、恒电流充/放电和交流阻抗等方法研究了磷酸活性炭作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果显示,在800~950℃温度下,通过调节浸渍比,磷酸活化法可以制备出中孔孔容比例达66%以上的中孔活性炭;在浸渍比为3∶1的条件下,所制得的活性炭电极的比电容量可达162 F/g,组装成对称电容器的能量密度可达22.5 Wh/kg(在0.5 A/g下);且具有较好的倍率特性和循环稳定性,在5 A/g的电流密度下充/放电5 000次后容量保持率为86%。因此。

离子液体电解质种类对活性炭电极超级电容器电化学性能的影响

本文将经水蒸气二次活化的椰壳活性炭(W-AC)作为电极材料,选择1-乙基-3甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF4)作为电解质,结果表明W-AC电极的比电容量远高于未活化的椰壳活性炭(R-AC).使用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等方法研究了不同种类离子液体电解质对超级电容器电化学性能的影响.不同阴阳离子组成的离子液体作为电解质,直接影响着超级电容器的电化学性能.研究表明,由EMIM+和BMIM+阳离子与BF4-、TFSI-阴离子构成的离子液体电解质较适用于W-AC电极.其中,在[EMIM]BF4电解质中,单片电极的比电容量可高达153 F·g^(-1);在1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)电解质中电位窗可达3.5 V,能量密度高达57Wh·kg^(-1).本研究对于构筑高性能超级电容器离子液体的选择提供参考,以期满足不同应用领域需求.