活性炭金属杂质对电化学储能性能影响开题报告

1. 研究目的与意义

超级电容器因具有功率密度高、可快速充放电、循环寿命长、工作温度范围宽等优点，在很多领域具有重要的应用价值，已成为本世纪最具发展前景的绿色电源之一。

生物质活性炭因其来源广泛，可再生和环境友好等特点成为超级电容器理想的电极材料。因此通过测试不同表面性质和灰分含量的活性炭电化学储能性能，可以初步探索活性炭表面性质、金属杂质类型和含量对电化学性能影响规律，进一步提高活性炭基超级电容器的电化学储能性能。

2. 国内外研究现状分析

C.T.Hsieh等对活性炭表面进行改性，引入含氧官能团，采用硫酸电解液，在电化学性能测试过程中发现了法拉第电流的存在，并且其比容量从120F/g増加到了150F/g。

刘亚菲采用Ni(NO₃)₂水溶液浸渍后热处理的方法制备氧化镍表面改性活性炭，以NiO改性炭为正极电极材料,低灰分活性炭粉末作为负极电极材料,组装成不对称电极电容器,能有效提高电容器的比电容量。

3. 研究的基本内容与计划

1.对木质活性炭在不同温度下（800、900、1000℃）退火来改变表面含氧官能团的类型和数量，并将其作为电极材料测试其超级电容性能；

2.将生物质活性炭进行酸洗降低或去除灰分，或加入少量金属元素（如mg、fe、ca）来调节灰分含量，并将不同金属含量活性炭组装成对称超级电容器测试其电化学性能；

3.对比研究表面性质和金属杂质对电化学储能性能的影响规律。

4. 研究创新点

目前很多研究都是通过调节孔隙结构来提高电化学性能，活性炭表面性质和金属杂质不同对电化学性能影响的系统研究相对较少

金属杂质可能如何影响储能性能，一方面特定金属氧化物可以增加赝电容，另一方面金属元素的存在会降低离子液体的电位窗口。

活性炭表面官能团对超级电容器电化学性能的影响有两方面，一方面，某些官能团可以提高电极材料表面的润湿性，减轻电解液离子扩散到活性炭孔隙内部的阻力；另一方面，某些官能团含量的升高会导致超级电容器的内阻增加，电容器的比功率也随之下降。